ES2875770T3 - Navegación de calidad de enlace de radio de WWAN para un dron - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento de navegación de un dron (300), que comprende: determinar (842), por parte de un procesador (330) del dron, si se ha producido un evento desencadenante de calidad de enlace de radio asociado con unas comunicaciones con el dron mientras el dron viaja a lo largo de una ruta establecida a un destino, en el que el evento desencadenante de calidad de enlace de radio corresponde a unas características predeterminadas de calidad de enlace de radio; guiar (850) el dron para que siga una maniobra de búsqueda para mejorar una calidad de enlace de radio como respuesta a determinar que se ha producido el evento desencadenante de calidad de enlace de radio, en el que la maniobra de búsqueda sigue un patrón de desviación preconfigurado que se configura antes de determinar si el evento desencadenante de calidad de enlace de radio se ha producido y se aparta de la ruta establecida; y determinar (855) si se recibe una señal piloto para unas comunicaciones con el dron como respuesta a guiar el dron para que siga la maniobra de búsqueda determinada.
Description
DESCRIPCIÓN
Navegación de calidad de enlace de radio de WWAN para un dron
Solicitudes relacionadas
[0001] La presente solicitud reivindica el beneficio de prioridad a la solicitud de patente provisional de EE. UU. 62/362.826 titulada "WWAN Radio Link Quality Navigation for an Unmanned Aerial Vehicle [Navegación de calidad de enlace de radio de WWAN para un vehículo aéreo no tripulado]", presentada el 15 de julio de 2016.
Antecedentes
[0002] Los vehículos autónomos no tripulados (UAV), o drones, pueden usar las comunicaciones de red inalámbrica de área amplia (WWAN) para muchas facetas de funcionamiento a bajas altitudes. Por tanto, la disponibilidad y fiabilidad de la conectividad de red pueden ser importantes para el funcionamiento seguro de un dron. Además, dado que los drones pueden funcionar en casi cualquier lugar (sin restricciones de carreteras, por ejemplo) y a muchas altitudes diferentes, diseñar una red que proporcione el rendimiento de red requerido en todas las ubicaciones en las que un dron podría funcionar supone un desafío.
[0003] Se llama la atención sobre el documento US 2014/142787 A1 que se refiere a un sistema de control para un vehículo aéreo no tripulado que añade restricciones al proceso de elección de una ruta de vuelo en caso de una contingencia en vuelo, tal como una pérdida de motor o la presencia de interferencias, que fuerza un desvío o un aterrizaje no planificado. Las restricciones son: (1) asegurar que las comunicaciones estén disponibles cuando sea necesario durante operaciones de contingencia; y (2) asegurar que las señales de un sistema de posicionamiento global (u otro sistema de navegación) estén disponibles cuando sea necesario durante operaciones de contingencia.
Breve explicación
[0004] Diversos modos de realización incluyen procedimientos de navegación de un dron. Diversos modos de realización pueden incluir determinar si se ha producido un evento desencadenante de calidad de enlace de radio asociado con las comunicaciones con el dron, mientras el dron viaja a lo largo de una ruta establecida a un destino. El evento desencadenante de calidad de enlace de radio puede corresponder a unas características predeterminadas de calidad de enlace de radio. Diversos modos de realización pueden incluir guiar el dron para que siga una maniobra de búsqueda para mejorar la calidad de enlace de radio como respuesta a una determinación de que se ha producido el evento desencadenante de calidad de enlace de radio. La maniobra de búsqueda puede seguir un patrón de desviación preconfigurado que se configura antes de determinar si se ha producido el evento desencadenante de calidad de enlace de radio y se aparta de la ruta establecida.
[0005] En algunos modos de realización, la maniobra de búsqueda se puede determinar independientemente de la información de calidad de enlace de radio. En algunos modos de realización, la maniobra de búsqueda puede no estar configurada para dirigir el dron hacia una ubicación conocida. En algunos modos de realización, el patrón de desviación preconfigurado puede incluir al menos una característica de movimiento seleccionada de unos patrones que incluyen al menos uno de una espiral, una forma geométrica, un cambio de elevación, un mantenimiento de elevación fija, un movimiento al menos parcialmente en una dirección de la ruta establecida, y una combinación de los mismos. En algunos modos de realización, el patrón de desviación preconfigurado puede restringir el dron a una región en la que se espera que las comunicaciones de WWAN satisfagan un estándar mínimo de calidad de enlace de radio.
[0006] Algunos modos de realización pueden incluir determinar si se ha asignado alguna maniobra de búsqueda para uso inmediato por el dron y determinar un conjunto de movimientos para su uso como la maniobra de búsqueda como respuesta a una determinación de que no se ha asignado ninguna maniobra de búsqueda para uso inmediato, en los que al guiar el dron para que siga la maniobra de búsqueda se usa el conjunto de movimientos determinado. Algunos modos de realización pueden incluir determinar si se ha asignado un conjunto de movimientos para su uso inmediato por el dron como la maniobra de búsqueda, en los que el guiado del dron para que siga la maniobra de búsqueda usando el conjunto de movimientos asignado se realiza como respuesta a una determinación de que el conjunto de movimientos se ha asignado para uso inmediato por el dron.
[0007] En algunos modos de realización, la maniobra de búsqueda puede incluir una versión modificada del patrón de desviación preconfigurado que tiene en cuenta al menos uno de un tamaño de un ciclo inicial del patrón de desviación preconfigurado, un cambio del tamaño del ciclo inicial para uno o más ciclos posteriores del patrón de desviación preconfigurado, un cambio de una característica de movimiento del patrón de desviación preconfigurado, una evitación de un objeto u obstáculo, unas restricciones de navegación o un nivel
de potencia disponible del dron. En algunos modos de realización, la maniobra de búsqueda puede incluir una versión modificada del patrón de desviación preconfigurado que tiene en cuenta una obstrucción de enlace de radio detectada que interfiere con una calidad de enlace de radio de las comunicaciones con el dron, en los que la versión modificada del patrón de desviación preconfigurado se dirige para que se aleje de la obstrucción de enlace de radio detectada.
[0008] En algunos modos de realización, el evento desencadenante de calidad de enlace de radio se puede producir como respuesta a una medida de calidad de enlace de radio de las comunicaciones con el dron que desciende por debajo de un umbral de calidad de enlace de radio. En algunos modos de realización, el evento desencadenante de calidad de enlace de radio se puede producir además como respuesta a la medida de calidad de enlace de radio que permanece por debajo del umbral de calidad de enlace de radio durante más tiempo que un umbral de tiempo de espera de baja calidad. En algunos modos de realización, el evento desencadenante de calidad de enlace de radio se puede producir como respuesta a una medida de calidad de enlace de radio de las comunicaciones con el dron que indica un fallo de enlace de radio más largo que un umbral de tiempo de espera de fallo de enlace de radio. En algunos modos de realización, el evento desencadenante de calidad de enlace de radio se puede producir como respuesta a una tasa de deterioro de calidad de enlace de radio que supera un umbral de tasa de deterioro.
[0009] Algunos modos de realización pueden incluir determinar si una señal piloto detectada se puede demodular como respuesta a un guiado del dron para que siga la maniobra de búsqueda determinada. Algunos modos de realización pueden incluir determinar si una velocidad de transferencia de datos predeterminada está disponible para una señal piloto detectada como respuesta a un guiado del dron para que siga la maniobra de búsqueda determinada.
[0010] Diversos modos de realización pueden incluir obtener datos de calidad de enlace de radio correspondientes a una región en la que hay comunicaciones de red de área amplia (WWAN) disponibles, determinar una ruta establecida para alcanzar un destino usando los datos de calidad de enlace de radio obtenidos que darán como resultado que el dron pase a través de la región en la que se pueden mantener comunicaciones de WWAN, y guiar el dron para que siga la ruta establecida determinada.
[0011] En algunos modos de realización, determinar la ruta establecida puede incluir restringir el dron a la región en la que se espera que las comunicaciones de WWAN satisfagan un estándar mínimo de calidad de enlace de radio. En algunos modos de realización, determinar la ruta establecida puede incluir usar los datos de calidad de enlace de radio obtenidos para trazar una ruta establecida que proporciona una probabilidad mínima definida de que se mantengan comunicaciones de WWAN mientras se recorre la ruta establecida.
[0012] Algunos modos de realización pueden incluir medir una calidad de enlace de radio de las comunicaciones de WWAN en una ubicación del dron y transmitir un informe de calidad de enlace de radio que incluye la calidad de enlace de radio medida a un dispositivo informático remoto. Las operaciones de medición de la calidad del enlace de radio de las comunicaciones de WWAN y la transmisión del informe de calidad de enlace de radio se pueden repetir periódicamente camino del destino.
[0013] Algunos modos de realización pueden incluir determinar si la calidad de enlace de radio medida es igual o superior a un valor de calidad mínimo designado, y transmitir el informe de calidad de enlace de radio se puede realizar como respuesta a una determinación de que la calidad de enlace de radio medida es igual o superior al valor de calidad mínimo designado. En algunos modos de realización, obtener datos de calidad de enlace de radio puede incluir obtener los datos de calidad de enlace de radio desde al menos un otro dron que ocupaba previamente una ubicación o región volumétrica particular.
[0014] Algunos modos de realización pueden incluir detectar un fallo de enlace de radio camino del destino y guiar el dron en base a los datos de calidad de enlace de radio obtenidos para restablecer las comunicaciones de WWAN. En algunos modos de realización, guiar el dron para que restablezca comunicaciones de WWAN puede incluir realizar un patrón aleatorio para buscar conectividad.
[0015] Otros modos de realización pueden incluir un dron que incluye un transceptor inalámbrico y un procesador configurado para realizar operaciones de los procedimientos resumidos anteriormente. Otros modos de realización pueden incluir medios para realizar funciones de los procedimientos resumidos anteriormente. Otros modos de realización pueden incluir un medio de almacenamiento no transitorio legible por procesador que tiene almacenadas en el mismo instrucciones ejecutables por procesador configuradas para hacer que un procesador del dron realice operaciones de los procedimientos resumidos anteriormente.
Breve descripción de los dibujos
[0016] Los dibujos adjuntos, que se incorporan al presente documento y constituyen una parte de la presente memoria descriptiva, ilustran modos de realización ejemplares de las reivindicaciones y, junto con la descripción
general y la descripción detallada dadas en el presente documento, sirven para explicar las características de las reivindicaciones.
La FIG. 1 es una vista en perspectiva de un entorno que incluye diversas regiones de WWAN de calidad para su uso en diversos modos de realización.
La FIG. 2 es una vista en planta de un entorno que incluye diferentes niveles y tamaños de regiones de WWAN de calidad para su uso en diversos modos de realización.
La FIG. 3 es un diagrama de bloques que ilustra unos componentes de un dron típico y una estación en tierra adecuada para su uso en diversos modos de realización.
La FIG. 4 es un diagrama esquemático que ilustra un dron en comunicación con un servidor que usa una estación en tierra de acuerdo con diversos modos de realización.
La FIG. 5 es un diagrama de flujo de proceso que ilustra un procedimiento para navegación de un dron, que incluye determinar si se ha producido un evento desencadenante de calidad de enlace de radio, de acuerdo con diversos modos de realización.
La FIG. 6 es un diagrama de flujo de proceso que ilustra un procedimiento para navegación de un dron, que incluye usar un motor de inferencia para generar una maniobra de búsqueda, de acuerdo con diversos modos de realización.
Las FIGS. 7A-7G son representaciones esquemáticas de maniobras de búsqueda que incluyen patrones de desviación preconfigurados de acuerdo con diversos modos de realización.
La FIG. 8 es un diagrama de flujo de proceso que ilustra un procedimiento para navegación de un dron de acuerdo con diversos modos de realización.
Descripción detallada
[0017] Se describirán en detalle diversos modos de realización con referencia a los dibujos adjuntos. Siempre que sea posible, se usarán los mismos números de referencia en todos los dibujos para hacer referencia a partes iguales o similares. Las referencias a ejemplos e implementaciones particulares se hacen con propósitos ilustrativos, y no pretenden limitar el alcance de las reivindicaciones.
[0018] Diversos modos de realización incluyen procedimientos implementados dentro de un dron para permitir que el dron intente mantener comunicaciones de red inalámbrica de área amplia (WWAN) hacia y desde el dron mientras está camino de un destino obteniendo datos de calidad de enlace de radio que se pueden usar para planificar una ruta al destino. Los datos de calidad de enlace de radio pueden proporcionar información correspondiente a una o más regiones en las que las comunicaciones de WWAN están disponibles para su uso por el dron mientras viaja hasta el destino. El dron puede usar los datos de calidad de enlace de radio obtenidos para determinar una ruta para alcanzar un destino y guiar el dron para que siga la ruta determinada. Cuando la calidad de enlace de radio desciende por debajo de un nivel aceptable mientras el dron está camino de un destino, el dron puede iniciar maniobras de búsqueda de enlace de radio para recuperar las comunicaciones o mejorar el nivel de calidad de enlace de radio. Las maniobras de búsqueda de enlace de radio pueden incluir movimientos que siguen uno o más patrones de desviación preconfigurados desde una ruta establecida del dron. Los patrones de desviación preconfigurados se pueden diseñar para proporcionar una probabilidad de que se incrementen los niveles de calidad de enlace de radio de comunicación con el dron. La maniobra de búsqueda de enlace de radio puede tener en cuenta obstrucciones, clima, restricciones de navegación, energía disponible y otras consideraciones. Los patrones de desviación preconfigurados pueden ser distintos a los que simplemente invierten el rumbo o desandan una ruta de viaje reciente.
[0019] Como se usa en el presente documento, el término "dron" se refiere a uno de diversos tipos de vehículos autónomos o semiautónomos (por ejemplo, aeronaves, vehículos terrestres, vehículos acuáticos o una combinación de los mismos) que pueden funcionar sin pilotos/conductores humanos a bordo. Un dron puede incluir un dispositivo informático de a bordo configurado para hacer volar y/o funcionar el dron sin instrucciones de funcionamiento remoto (es decir, de forma autónoma), tales como de un operador humano o un dispositivo informático remoto. De forma alternativa o adicional, el dispositivo informático a bordo del dron puede estar configurado para recibir instrucciones de funcionamiento y/o actualizaciones de instrucciones desde un dispositivo informático remoto por medio de unas comunicaciones. Un dron se puede propulsar para el vuelo y/u otro movimiento de cualquiera de un número de formas conocidas. Por ejemplo, una pluralidad de unidades de propulsión, que incluye dada una uno o más rotores, puede proporcionar fuerzas de propulsión o de elevación para el dron y cualquier carga útil transportada por el dron. De forma adicional o alternativa, el dron puede incluir ruedas, orugas de tanque u otros mecanismos de movimiento no aéreos para permitir el movimiento en el suelo, sobre el agua, bajo el agua o una combinación de los mismos. Además, el dron se
puede alimentar mediante uno o más tipos de fuente de energía, tales como eléctricas, químicas, electroquímicas u otra reserva de energía, que puede alimentar las unidades de propulsión, el dispositivo informático de a bordo y/u otros componentes de a bordo.
[0020] Como se usa en el presente documento, la expresión "enlace de radio" se refiere a una conexión de comunicación de datos inalámbrica establecida por medio de señalización de radiofrecuencia, tal como a través de comunicaciones de WWAN. Un enlace de radio permite las comunicaciones (es decir, la transferencia de información y mandatos) entre un dron y un sistema en tierra, que puede incluir un dispositivo informático. También como se usa en el presente documento, la expresión "calidad de enlace de radio" se refiere a un atributo o una característica diferenciados de un enlace de radio, tal como una tasa de intercambio de datos, una tasa de errores, una medida de interferencia, una intensidad de señal o similares.
[0021] Determinados sistemas de navegación, tales como los sistemas de aviación, pueden tener requisitos reglamentarios para la disponibilidad de red, que incluye transmitir y/o recibir determinados tipos de información, tales como informes de telemetría y/o instrucciones de control en tierra. Los informes de telemetría pueden proporcionar mediciones y otros datos recopilados por un dron a un ordenador remoto, tal como uno de una estación de control en tierra. Asimismo, la estación de control en tierra podrá enviar al dron instrucciones operativas y/u de navegación urgentes para que el dron pueda responder ante situaciones imprevistas y reaccionar para la seguridad del dron. Satisfacer dichos requisitos reglamentarios de disponibilidad de red puede suponer un desafío para los drones que pueden funcionar a altitudes de hasta 400 pies y viajar en áreas que incluyen edificios, cañones y/u otras obstrucciones. Las obstrucciones y/o la falta de proximidad a los nodos de comunicación mientras se está camino de un destino pueden hacer que descienda la calidad de enlace de radio de las comunicaciones con el dron. La calidad de enlace de radio puede descender hasta ser tan baja que las comunicaciones con el dron se pierden (es decir, no se puede establecer un enlace de radio) o se vuelven poco fiables (por ejemplo, las tasas de errores de bits superan la capacidad de compensación de las medidas de corrección de errores dentro del enlace de comunicación). En algunos casos, la calidad de enlace de radio puede descender por debajo de los niveles aceptables para determinados tipos de comunicaciones, en particular para aplicaciones que requieren grandes anchos de banda (por ejemplo, transmisión de vídeo).
[0022] Los requisitos reglamentarios de disponibilidad de red pueden designar un porcentaje de volumen de una región (por ejemplo, espacio aéreo) en el que funciona un dron que debe proporcionar o es probable que proporcione conectividad de red para comunicar información crucial y/o de seguridad hacia o desde el dron. La conectividad de red se puede requerir solo de forma periódica. Por ejemplo, el dron puede necesitar comunicarse solo con la red dentro de un período determinado (por ejemplo, cada 10 minutos), lo que significa que el dron puede necesitar seguir una ruta que incluye y/o guía el dron hacia la región en la es probable que se produzcan las comunicaciones requeridas. Los requisitos reglamentarios pueden permitir que el porcentaje designado del volumen de la región en el que el dron funciona proporcione una conectividad de red limitada.
[0023] Si se permite que un dron navegue y se desplace hacia un destino sin tener en consideración la conectividad con una red de comunicación de WWAN, el dron naturalmente puede emprender una ruta más corta o una ruta basada en otras consideraciones (por ejemplo, ahorro de energía, evitación de áreas pobladas, etc.). Sin embargo, al recorrer rutas seleccionadas sin considerar la capacidad de conectarse con una red de comunicación de WWAN, el dron podría experimentar un descenso de la conectividad de red (es decir, una reducción de la calidad del enlace de radio) por debajo de los niveles aceptables.
[0024] Para abordar este problema, diversos modos de realización restringen la ruta de navegación de un dron a unas rutas que se sabe que tienen, o que al menos es probable que tengan, una mejor disponibilidad de red. Un procesador del dron o de un dispositivo informático remoto en comunicación con el dron puede determinar una ruta establecida diseñada para optimizar la disponibilidad de las comunicaciones de WWAN, junto con otros factores configurados para asegurar conjuntamente que se satisfacen los requisitos de disponibilidad, mientras se está camino de un destino. Por tanto, diversos modos de realización permiten que un dron funcione dentro de una parte de la región donde las comunicaciones de red (y por tanto las comunicaciones con un sistema de control en tierra) están disponibles y satisfacen algunos requisitos mínimos de calidad de enlace.
[0025] Tanto si un dron sigue como si no una ruta que se espera tenga buena disponibilidad de red, ocasionalmente el dron puede sufrir una conectividad de red limitada o nula. El dron puede detectar dichas condiciones a partir de una calidad de enlace de radio reducida, incluyendo una pérdida completa del enlace de radio y/u otras condiciones. Por tanto, de acuerdo con diversos modos de realización, un procesador del dron puede monitorizar la calidad de enlace de radio para detectar una o más condiciones insatisfactorias, denominadas "eventos desencadenantes de calidad de enlace de radio". Como respuesta a una determinación de que se ha producido un evento desencadenante de calidad de enlace de radio, el dron puede iniciar una maniobra de búsqueda para mejorar la calidad de enlace de radio. El dron puede usar una maniobra de búsqueda predeterminada/preestablecida, seleccionar entre más de una maniobra de búsqueda predeterminada, generar una nueva maniobra de búsqueda o alguna combinación de las mismas.
[0026] En diversos modos de realización, las maniobras de búsqueda se pueden definir mediante una serie de mandatos ejecutables por un procesador del dron y configurados para controlar los movimientos del dron para buscar una mejor calidad de enlace de radio. Cada maniobra de búsqueda puede incluir un conjunto de movimientos o maniobras que siguen un patrón de desviación preconfigurado destinado a buscar sistemática y eficazmente una calidad de enlace de radio mejorada en comparación con la calidad de enlace de radio medida a lo largo de la ruta establecida actual. Las maniobras de búsqueda pueden incluir más de un patrón de desviación preconfigurado, y diferentes maniobras de búsqueda pueden incluir uno o más patrones de desviación preconfigurados diferentes entre sí. Como se usa en el presente documento, la expresión "patrón de desviación preconfigurado" se refiere a movimientos o maniobras de dron que se configuran de antemano para hacer que un dron se aparte de una ruta establecida, a lo largo de una ruta que tiene una forma coherente discernible. Dado que los patrones de desviación preconfigurados se configuran de antemano, los patrones de desviación preconfigurados se determinan independientemente de las condiciones de calidad de enlace de radio. El patrón de desviación preconfigurado se puede repetir al terminar un ciclo de la forma coherente discernible.
[0027] La FIG. 1 ilustra una vista en perspectiva de un entorno 100 en el que un dron puede funcionar, que incluye diversas ubicaciones (denominadas en el presente documento "regiones de WWAN de calidad " 150) donde unos enlaces de comunicación inalámbrica de calidad suficiente se pueden tomar en consideración al determinar una ruta establecida sobre una ciudad de acuerdo con diversos modos de realización. Las regiones de WWAN de calidad 150 representan áreas volumétricas de espacio (por ejemplo, espacio aéreo) en las que un dron puede transmitir y recibir señales de comunicación de WWAN para admitir la conectividad de red de conformidad con un estándar mínimo o un requisito de misión/reglamentario. La calidad de las comunicaciones inalámbricas dentro de las regiones de WWAN de calidad 150 puede depender de muchos factores, incluyendo fuentes de interferencia (por ejemplo, sitios de radar y torres de transmisión de televisión), estructuras intermedias (por ejemplo, edificios) y la distancia a una estación en tierra.
[0028] Las regiones de WWAN de calidad 150 se ilustran en la FIG. 1 como regiones semiesféricas en forma de cúpula con propósitos ilustrativos, pero pueden tener otras formas dependiendo de las características de transmisión y recepción de la estación en tierra y del entorno circundante. Además, unas individuales de las regiones de WWAN de calidad 150 pueden tener distintos niveles de conectividad de comunicación de WWAN. Por tanto, los niveles de calidad de enlace de radio de diversas regiones de WWAN de calidad 150 pueden no ser uniformes. Además, múltiples regiones de WWAN de calidad 150 se pueden superponer y combinar para crear regiones continuas conjuntamente más grandes de conectividad de comunicación de WWAN.
[0029] Un dron puede viajar a lo largo de un gran número de rutas entre una ubicación de inicio 105 y un destino 195. Una ruta más corta 110 se ilustra como una ruta en línea recta entre la ubicación de inicio 105 y el destino 195. La ruta más corta 110 ilustrada en la FIG. 1 también es conveniente porque no hay obstáculos en el camino. Sin embargo, en el ejemplo ilustrado en la FIG. 1, la ruta más corta 110 se encuentra en gran medida fuera de las regiones de w Wa N de calidad 150.
[0030] De acuerdo con diversos modos de realización, se puede determinar una ruta de comunicaciones de calidad 120 para un dron, que proporciona suficiente conectividad de comunicaciones inalámbricas pasando a través de una serie de regiones de WWAN de calidad 150 como se ilustra mediante la línea continua. La ruta de comunicaciones de calidad 120 es menos directa y, por tanto, una ruta más larga que la ruta más corta 110. Sin embargo, la ruta de comunicaciones de calidad 120 proporciona conectividad de red a través de la mayor parte de, si no todo, el recorrido entre la ubicación de inicio 105 y el destino 195.
[0031] Un procesador, en el dron o en un ordenador remoto en comunicación con el dron, puede obtener datos de calidad de enlace de radio correspondientes a una región 3D en la que las comunicaciones de red de área amplia (WWAN) están disponibles. La región 3D puede englobar todo el entorno 100, un subconjunto del mismo o un área más amplia. Además, la región 3D puede incluir una pluralidad de regiones más pequeñas que incluyen, o están cerca de, la ubicación inicial 105, el destino 195, las regiones circundantes o unas regiones intermedias. Los datos de calidad de enlace de radio pueden estar disponibles en una base de datos (por ejemplo, una base de datos alojada en un servidor accesible a través de Internet). Los proveedores de redes inalámbricas pueden cumplimentar dicha base de datos, por medio de informes de calidad de enlace proporcionados por drones y ensamblados a lo largo del tiempo, mediante inspecciones formales u otros procedimientos. Una parte de una base de datos de calidad de enlace de radio se puede cargar en la memoria de un dron, por ejemplo, al comienzo de una misión, para permitir que un procesador de dron acceda a los datos de la memoria local.
[0032] El procesador puede obtener y usar los datos de calidad de enlace de radio para determinar una ruta establecida para alcanzar el destino 195 como parte de la planificación de ruta autónoma. Además, el procesador puede identificar la ruta de comunicaciones de calidad 120 como una mejor ruta (es decir, optimizada para comunicaciones de WWAN) a través de la región 3D en base a los datos de calidad de enlace de radio obtenidos, así como en otros criterios. Al usar la ruta de comunicaciones de calidad 120, en lugar de
una ruta más corta 110, el dron puede experimentar comunicaciones mejoradas mientras está camino del destino 195.
[0033] En lugar de ser una línea de vuelo exacta o precisa, la ruta de comunicaciones de calidad 120, u otras rutas establecidas, puede incluir límites o restricciones dentro de los cuales el dron puede permanecer para proporcionar una disponibilidad mínima suficiente o aceptable de comunicaciones de WWAN. El tamaño de los límites o las restricciones puede depender de la disponibilidad de comunicaciones de WWAN de calidad y/o de los límites físicos que restringen una región (por ejemplo, zonas de exclusión aérea, montañas, obstáculos en movimiento, peligros, etc.). Asimismo, la ruta de comunicaciones de calidad 120 tal vez no garantice las comunicaciones de WWAN en todas partes. Por ejemplo, la ruta de comunicaciones de calidad 120 puede incrementar una probabilidad de que las comunicaciones de WWAN se puedan establecer, proporcionar oportunidades de comunicación periódicamente y/o proporcionar oportunidades de comunicación en momentos o puntos de ruta específicos camino del destino 195.
[0034] Además de, o junto con, la consideración de los datos de calidad de enlace de radio, la ruta de comunicaciones de calidad 120 se puede determinar en base a unas consideraciones de planificación de navegación tradicionales. Por ejemplo, determinar la ruta de comunicaciones de calidad 120 puede incluir reducir al mínimo el consumo de combustible, incrementar o asegurar la seguridad del dron o una carga útil del mismo, evitar volar sobre áreas pobladas y otros criterios de planificación de rutas.
[0035] La FIG. 2 ilustra una vista en planta de un entorno 200 que incluye diferentes niveles y tamaños de regiones de WWAN de calidad de acuerdo con diversos modos de realización. Con referencia a las FIGS. 1-2, el entorno 200 incluye una región que rodea e incluye una ubicación de inicio 205 y un destino 295. Diversas regiones de WWAN de calidad se denotan mediante círculos u óvalos. El tamaño de cada círculo u óvalo corresponde al área cubierta por las regiones de WWAN de calidad individuales.
[0036] Las diversas regiones de WWAN de calidad se pueden caracterizar por un nivel de la calidad de enlace de radio dentro de la región. El nivel de la calidad del enlace de radio se puede medir mediante diversos atributos (por ejemplo, un número de probabilidad para mantener y/o establecer un enlace de radio). En la FIG.
2, las regiones de WWAN de calidad con el nivel más bajo se denotan con un relleno de puntos (es decir, nivel de calidad de enlace de radio 1); las regiones de WWAN de calidad con un nivel intermedio se denotan con un relleno de líneas en diagonal (es decir, nivel de calidad de enlace de radio 2); y las regiones de WWAN de calidad con el nivel más alto se denotan con un relleno de líneas cruzadas (es decir, nivel de calidad de enlace de radio 3).
[0037] En el entorno 200, una ruta más corta 210 se denota con líneas fantasma e incluye un giro alrededor de una estructura grande y alta 10. Sin embargo, la ruta más corta 210 no pasa a través de muchas regiones de WWAN de calidad y al principio solo pasa a través de una con un nivel de calidad de enlace de radio 1.
[0038] Un procesador que realiza una optimización de planificación de navegación puede desear tomar en consideración datos de calidad de enlace de radio para asegurar al menos un nivel mínimo de comunicaciones de WWAN camino del destino 295. Por tanto, al determinar una ruta establecida que incluye al menos un nivel mínimo de comunicaciones de WWAN, un procesador puede determinar una primera ruta de comunicaciones de calidad 220, que es más larga y menos directa que la ruta más corta 210, pero que con frecuencia proporciona al menos una determinada (incluida la de nivel más bajo) conectividad (es decir, niveles de calidad de enlace de radio 1 y 2) durante la primera mitad de la misma.
[0039] De forma alternativa, el procesador que realiza una optimización de planificación de navegación puede aumentar al máximo la disponibilidad de las comunicaciones de WWAN determinando una ruta establecida con la mayor probabilidad de mantener el enlace de radio. Se ilustra una segunda ruta de comunicaciones de calidad 230 que comienza en la misma dirección que la primera ruta de comunicaciones de calidad 220, pero gira lateralmente en una primera ubicación intermedia 215. A continuación, la segunda ruta de comunicaciones de calidad 230 coincide al retroceder con la primera ruta de comunicaciones de calidad 220 en una segunda ubicación intermedia 285, después de lo cual la primera y la segunda rutas de comunicaciones de calidad 220, 230 son coincidentes. La segunda ruta de comunicaciones de calidad 230 es incluso más larga que la primera ruta de comunicaciones de calidad 220, pero pasa a través de varias regiones de WWAN de calidad que presentan los niveles más altos de conectividad (es decir, niveles de calidad de enlace de radio 1-3) y viaja a través de regiones de WWAN de calidad durante un mayor porcentaje de la ruta al destino 295. Por tanto, un procesador que determina una ruta establecida para alcanzar un destino que aumenta al máximo la disponibilidad de comunicaciones de WWAN puede determinar una ruta establecida como la segunda ruta de comunicaciones de calidad 230, en particular para misiones que requieren comunicaciones frecuentes, si no constantes, y/o comunicaciones inalámbricas de gran ancho de banda.
[0040] Se pueden implementar diversos modos de realización dentro de una variedad de drones, un ejemplo de los cuales se ilustra en la FIG. 3 en forma de dron de cuatro rotores que es adecuado para su uso con diversos modos de realización. Con referencia a las FIGS. 1-3, el dron 300 puede incluir un cuerpo 301 (es
decir, un fuselaje, un armazón, etc.) que puede estar hecho de cualquier combinación de plástico, metal u otros materiales adecuados para el vuelo. El cuerpo 301 puede incluir un procesador 330 que está configurado para monitorizar y controlar las diversas funcionalidades, subsistemas y/u otros componentes del dron 300. Por ejemplo, el procesador 330 puede estar configurado para monitorizar y controlar diversas funcionalidades del dron 300, tales como cualquier combinación de módulos, software, instrucciones, circuitos, hardware, etc. relacionados con la propulsión, la navegación, la gestión de energía, la gestión de sensores y/o la gestión de la estabilidad.
[0041] El procesador 330 puede incluir una o más unidades de procesamiento 301, tales como uno o más procesadores configurados para ejecutar instrucciones ejecutables por procesador (por ejemplo, aplicaciones, rutinas, secuencias de mandatos, conjuntos de instrucciones, etc.) para controlar la navegación, el funcionamiento y otras operaciones del dron 300, incluidas las operaciones de diversos modos de realización. En algunos modos de realización, el procesador 330 puede estar acoplado a una unidad de memoria 302 configurada para almacenar datos (por ejemplo, planes de navegación/ruta, datos de sensores obtenidos, mensajes recibidos, aplicaciones, etc.).
[0042] En diversos modos de realización, el procesador 330 puede estar acoplado a unos recursos de comunicación, que incluyen un transceptor inalámbrico 304 y una antena 306 para transmitir y recibir señales inalámbricas (por ejemplo, una radio y antena Wi-Fi®, Bluetooth®, RF, etc.). Debido a que los drones a menudo vuelan a bajas altitudes (por ejemplo, por debajo de 120 metros), el dron 300 puede realizar una exploración en busca de señales de comunicación de WWAN (por ejemplo, señales de wifi, señales de Bluetooth, señales celulares, etc.) asociadas con transmisores (por ejemplo, balizas, puntos de acceso de wifi, balizas de Bluetooth, células pequeñas (picocélulas, femtocélulas, etc.), etc.) tales como balizas u otras fuentes de señales dentro de áreas restringidas o no restringidas cerca o en una ruta establecida a un destino. Los recursos de comunicación pueden recibir datos desde nodos de radio, tales como balizas de navegación (por ejemplo, balizas de radiofaro omnidireccional de muy alta frecuencia (VHF) (VOR)), puntos de acceso de wifi, estaciones base de red celular, estaciones de radio, etc.
[0043] Los drones pueden navegar usando sistemas de navegación tales como el sistema global de navegación por satélite (GNSS), el sistema global de posicionamiento (GPS), unos sensores de a bordo, etc. En algunos modos de realización, el dron 300 puede usar una fuente alternativa de señales de posicionamiento (es decir, que no son de GNSS, GPS, etc.). El dron 300 puede usar información de localización asociada con la fuente de las señales alternativas junto con información adicional (por ejemplo, navegación a estima en combinación con la última ubicación de GNSS/GPS fiable, navegación a estima en combinación con una posición de la zona de despegue del dron, etc.) para posicionamiento y navegación en algunas aplicaciones. Por tanto, el dron 300 puede navegar usando una combinación de técnicas de navegación, incluida la navegación a estima, el reconocimiento basado en cámara de las características del terreno por debajo y alrededor del dron 300 (por ejemplo, reconocimiento de una carretera, puntos de referencia, señalización de autopistas, etc.), etc. que se puede usar en lugar de, o en combinación con, una determinación de localización de GNSS/GPS y una triangulación o trilateración en base a ubicaciones conocidas de unos puntos de acceso inalámbrico detectados.
[0044] En algunos modos de realización, el procesador 330 del dron 300 puede incluir además diversas unidades de entrada 308 para recibir instrucciones de control desde tierra (por ejemplo, mandatos de navegación, información de inspección regional, actualizaciones/opciones de ruta o una maniobra de búsqueda para su uso como respuesta a una degradación significativa o pérdida de la calidad del enlace de radio), datos de operadores humanos, y/o para recopilar datos que indican diversas condiciones pertinentes para el dron 300. Por ejemplo, las unidades de entrada 308 pueden incluir una(s) cámara(s), micrófono(s), sensor(es), funcionalidades de información de localización (por ejemplo, un receptor de sistema de posicionamiento global (GPS) para recibir coordenadas de GPS), instrumentos de navegación (por ejemplo, un(os) indicador(es) de altitud, giroscopio(s), acelerómetro(s), altímetro(s), brújula(s), etc.), teclado(s), etc. Los diversos componentes del procesador 330 pueden estar conectados por medio de un bus 310 u otros circuitos similares.
[0045] El cuerpo 301 puede incluir un tren de aterrizaje de diversos diseños y propósitos, tales como patas, esquís, ruedas, pontones, etc. El cuerpo 301 también puede incluir un mecanismo de carga útil 321 configurado para sostener, enganchar, agarrar, envolver y transportar de otro modo diversas cargas útiles, tales como cajas. En algunos modos de realización, el mecanismo de carga útil 321 puede incluir y/o estar acoplado a actuadores, pistas, carriles, lastres, motores y otros componentes para ajustar la posición y/o la orientación de las cargas útiles transportadas por el dron 300. Por ejemplo, el mecanismo de carga útil 321 puede incluir una caja fijada de forma amovible a un riel de modo que las cargas útiles dentro de la caja se puedan desplazar hacia adelante y hacia atrás a lo largo del carril. El mecanismo de carga útil 321 puede estar acoplado al procesador 330 y, por tanto, puede estar configurado para recibir instrucciones de configuración o ajuste. Por ejemplo, el mecanismo de carga útil 321 puede estar configurado para engranar un motor para reposicionar una carga útil en base a las instrucciones recibidas desde el procesador 330.
[0046] Los drones pueden ser variedades de giroavión con alas o tener otros mecanismos para causar el desplazamiento de una ubicación a otra. El dron 300 de ejemplo ilustrado en la FIG. 3 es una variedad de giroavión que usa uno o más rotores 324 impulsados por unos correspondientes motores 322 para permitir un lanzamiento (o despegue), así como otros movimientos aéreos (por ejemplo, progresión de avance, ascenso, descenso, movimientos laterales, basculamiento, rotación, etc.). El dron 300 puede utilizar diversos motores 322 y unos correspondientes rotores 324 para el lanzamiento y para proporcionar propulsión aérea. Por ejemplo, el dron 300 puede ser un "cuadricóptero" que está equipado con cuatro motores 322 y unos correspondientes rotores 324. Los motores 322 pueden estar acoplados al procesador 330 y, por tanto, pueden estar configurados para recibir instrucciones o señales de funcionamiento desde el procesador 330. Por ejemplo, los motores 322 pueden estar configurados para incrementar la velocidad de rotación de sus correspondientes rotores 324, etc. en base a unas instrucciones recibidas desde el procesador 330. En algunos modos de realización, el procesador 330 puede controlar independientemente los motores 322 de modo que algunos rotores 324 pueden engranarse a diferentes velocidades, usando diferentes cantidades de energía y/o proporcionando diferentes niveles de potencia para desplazar el dron 300. Por ejemplo, los motores 322 de un lado del cuerpo 301 pueden estar configurados para hacer que sus correspondientes rotores 324 giren a unas rotaciones por minuto (RPM) más altas que los rotores 324 del lado opuesto del cuerpo 301 para equilibrar el dron 300 que acarrea una carga útil descentrada. El dron 300 se ilustra como un ejemplo de dron que puede utilizar diversos modos de realización, pero no pretende implicar ni requerir que diversos modos de realización estén limitados a drones de giroavión. En su lugar, también se pueden usar diversos modos de realización con drones con alas. Además, se pueden usar igualmente diversos modos de realización con vehículos terrestres autónomos, vehículos acuáticos autónomos y vehículos espaciales autónomos.
[0047] El cuerpo 301 puede incluir una fuente de alimentación 312 que se puede estar acoplada a, y estar configurada para alimentar, los otros diversos componentes del dron 300. Por ejemplo, la fuente de alimentación 312 puede ser una batería recargable para proporcionar energía para hacer funcionar los motores 322, el mecanismo de carga útil 321 y/o las unidades del procesador 330.
[0048] Aunque los diversos componentes del dron 300 se ilustran en la FIG. 3 como componentes separados, algunos o todos los componentes (por ejemplo, el cuerpo 301, el procesador 330, los motores 322 y otros elementos) pueden estar integrados unos con otros en un solo dispositivo o unidad, tal como un sistema en chip. El dron 300 y los elementos del mismo pueden incluir también otros componentes no ilustrados en la FIG.
3.
[0049] El procesador 330 puede estar configurado para comunicarse con una estación en tierra 390 a través de una conexión inalámbrica 151 (por ejemplo, a la que se accede en regiones de WWAN de calidad) por medio de los recursos de comunicación para recibir y transmitir información con la estación en tierra 390. La conexión inalámbrica 151 puede ser un enlace inalámbrico bidireccional establecido entre la antena 306 del dron 300 y una o más antenas 399 de la estación en tierra 390.
[0050] La estación en tierra 390 puede ser una estación base de red de telefonía móvil (por ejemplo, un eNodoB), un controlador de dron, un servidor u otro sistema electrónico que puede proporcionar asistencia de navegación y otra información a uno o más drones (por ejemplo, el dron 300). Los ejemplos de redes de telefonía móvil incluyen las de tercera generación (3G), cuarta generación (4G), evolución a largo plazo (LTE), acceso múltiple por división de tiempo (TDMA), acceso múltiple por división de código (CDMA), CDMA 2000, CDMA de banda ancha (WCDMA), sistema global para comunicaciones móviles (GSM), tecnología de transmisión por radio de portadora única (1xRTT) y sistemas universales de telecomunicaciones móviles (UMTS). La estación en tierra 390 puede estar configurada para establecer conexiones de interfaz de red con otras redes, tales como otros ordenadores y servidores del sistema de radiodifusión, Internet, la red telefónica pública conmutada y/o una red de datos celular.
[0051] La estación en tierra 390 puede incluir un procesador 392 para ejecutar instrucciones de software. La estación en tierra 390 puede incluir una memoria para almacenar códigos y datos. Por ejemplo, la memoria 394 puede almacenar datos de navegación y otra información que se puede transmitir a un dron. En algunos modos de realización, la estación en tierra 390 se puede comunicar con un controlador de dron que proporciona la información de navegación al dron. La memoria 394 puede incluir una o más de memoria de acceso aleatorio (RAM), RAM dinámica (DRAM), RAM estática (SRAM), memoria de solo lectura (ROM), ROM programable y borrable eléctricamente (EEPROM) u otros tipos de medios de almacenamiento no transitorios legibles por ordenador.
[0052] La estación en tierra 390 puede incluir al menos una interfaz de red 396. La interfaz de red 396 se puede usar para comunicarse con drones y otros dispositivos o vehículos a través de una red de comunicaciones, tal como una red inalámbrica de área amplia (WWAN) (por ejemplo, una red de telefonía móvil) o una red de área local (por ejemplo, wifi). La interfaz de red 396 puede estar conectada a una o más antenas 399 para transmitir y recibir haces de comunicación con los drones. El procesador 392, junto con la interfaz de red 396, puede formar haces de comunicación de radiofrecuencia (RF) usando las antenas 399. La estación en tierra 390 también puede incluir una interfaz de energía 398 para proporcionar energía a la estación
en tierra 390. La estación en tierra 390 puede incluir un bus 391 que conecta entre sí los diversos componentes de la estación en tierra 390.
[0053] La estación en tierra 390 también puede incluir otros diversos componentes no ilustrados en la FIG.
3. Por ejemplo, la estación en tierra 390 puede incluir un número de componentes de procesamiento tales como módems, transceptores, tarjetas de módulo de identificación de abonado (SIM), procesadores adicionales, discos duros adicionales, puertos de bus serie universal (USB), puertos Ethernet y/u otros tipos de puertos de entrada/salida alámbricos o inalámbricos, un teclado, un ratón, un altavoz, un micrófono, una pantalla de visualización, una pantalla táctil y muchos otros componentes conocidos en la técnica.
[0054] En diversos modos de realización, un dron (por ejemplo, el dron 300 de la FIG. 3) puede acceder a información, tal como unos datos de control de navegación de unos componentes de a bordo, tales como una memoria (por ejemplo, 302) o unos sensores (por ejemplo, unidades de entrada 308) y/o un dispositivo informático remoto por medio de recursos de comunicación (por ejemplo, un transceptor inalámbrico 304 y una antena 306) como se ilustra en la FIG. 4. Con referencia a las FIGS. 1-4, el dron 300 en un entorno 400 se puede comunicar con un servidor 410 (es decir, un dispositivo informático remoto) con respecto a los datos de control de navegación mantenidos en una base de datos 430 de un dispositivo de almacenamiento de datos 420. El dron 300 puede intercambiar comunicaciones con el servidor 410, por ejemplo por medio de la estación en tierra 390 y la red de telecomunicación 405, mientras está en movimiento o parado. Por medio de dichas comunicaciones, el dron 300 puede recibir datos de control de navegación o una actualización de los datos de control de navegación (por ejemplo, cambios de ruta, mandatos de control, actualizaciones de calidad de enlace de radio y/o maniobras de búsqueda para eventos desencadenantes de calidad de enlace de radio) desde un servidor que compila y/o mantiene una base de datos de dichos datos. El procesador de dron (por ejemplo, 330) puede almacenar los datos de control de navegación recibidos en la memoria (por ejemplo, 302) y usar los datos al determinar una ruta establecida R para alcanzar un destino D o una maniobra de búsqueda como respuesta a un evento desencadenante de calidad de enlace de radio de acuerdo con diversos modos de realización. El dron 300 puede evaluar la idoneidad de una región de WWAN de calidad particular, incluyendo el rumbo para llegar allí y la ruta establecida R hasta un destino D, o la idoneidad de una maniobra de búsqueda particular en base a los datos de control de navegación junto con los parámetros de la misión.
[0055] En el entorno 400, la base de datos 430 se describe en el presente documento con más detalle con respecto a los datos de control de navegación 440 almacenados en el dispositivo de almacenamiento de datos 420; sin embargo, la misma información o una similar se puede compilar y/o almacenar en la memoria de a bordo (por ejemplo, unidad de memoria 302) del dron 300. Los datos de control de navegación 440 pueden ser determinados y/o compilados por al menos uno del servidor 410, la estación en tierra 390, el dron 300, otros drones, otra(s) fuente(s) y/o una combinación de los mismos, y compartidos a través de la red de telecomunicación 405. Los datos de control de navegación 440 de la base de datos 430 pueden incluir diversos tipos de información con respecto a mandatos de navegación 441, rutas 442, inspecciones regionales 443, datos de entorno 444, datos de contexto 445, datos de sistema 446, datos de rendimiento proyectado 447, datos de rendimiento histórico 448, especificaciones técnicas del dron 449, datos de maniobras de búsqueda 450 y otros datos relacionados con controles de navegación.
[0056] Los mandatos de navegación 441 pueden incluir entradas usadas por el sistema de navegación de un dron para la navegación autónoma o semiautónoma. Los mandatos de navegación pueden permitir que el dron navegue de forma autónoma con o sin depender de una señal de GPS o de personal capacitado. Cuando no depende del GPS, el procesador del dron puede usar sensores de a bordo (por ejemplo, acelerómetros, giroscopios, magnetómetros y cámaras) en combinación con sistemas de aprendizaje para estimar su propia posición/ubicación y orientación, y reconocer su entorno. Además, el procesador del dron puede correlacionar la posición/ubicación, la orientación y los datos de entorno con una ruta actual o una maniobra de búsqueda para mantener el rumbo o intentar mejorar con éxito un enlace de radio. Por tanto, el procesador que ejecuta un algoritmo de control usando mandatos de navegación puede desplazar el dron eficaz y eficientemente. Además, un operador y/o gestor de un dron puede proporcionar mandatos de navegación 441 que pueden invalidar otros datos. Por ejemplo, los mandatos de navegación 441 de un operador de dron pueden indicar que una parcela de tierra que de algún modo está abierta y despejada está fuera de los límites para viajar. Los mandatos de navegación 441 pueden ser datos en tiempo real, datos en tiempo no real y/o una combinación de los mismos.
[0057] Los datos de ruta 442 para alcanzar un destino o una región de WWAN de calidad pueden proporcionar coordenadas y direcciones de navegación a un destino y/o una o más regiones de WWAN de calidad. Los datos de ruta 442 también pueden incluir más de un rumbo (es decir, rutas alt.) que se podrían usar para alcanzar una(s) región(es) particular(es) o un destino. Además, los datos de ruta 442 pueden incluir estimaciones/requisitos de coste de energía (es decir, gastos de energía) para alcanzar y/o usar la región de WWAN de calidad. Un gasto de energía asociado con la terminación de un rumbo a una región de WWAN de calidad puede contrarrestar la capacidad de satisfacer los requisitos reglamentarios y mantener comunicaciones de WWAN.
[0058] Las inspecciones regionales 443 pueden reflejar información disponible sobre un área en la que está localizado el dron o una región potencial para comunicaciones de WWAN. Por ejemplo, las inspecciones regionales 443 pueden incluir números de probabilidad para mantener y/o establecer un enlace de radio (es decir, información de calidad de enlace de radio), incluyendo estimaciones de cuán intensas serán las señales de comunicación, niveles de intensidad de señal (es decir, mediciones reales), la estabilidad o fiabilidad de la calidad de señal, un mapeo de la calidad o intensidad de la señal dentro de la región, o la disponibilidad, restricciones y/o riesgos asociados con la región. En las regiones de WWAN de calidad, en particular en áreas urbanas o en regiones pobladas, pueden concurrir varios drones u otras obstrucciones. Para abordar esta posible situación, la información de inspección regional puede reflejar el número de drones u otros objetos en movimiento y/o fijos que se encuentran actualmente en la región y si una región particular está demasiado concurrida o es peligroso entrar en ella.
[0059] Algunas regiones de WWAN de calidad pueden tener restricciones según la hora del día, requerir determinadas autorizaciones o tener otras limitaciones de acceso. Los riesgos en una región particular pueden reflejar una probabilidad de que personas o animales interfieran con, o manipulen, el dron 300. Por ejemplo, los datos de calidad de enlace de radio pueden reflejar una preferencia por regiones menos concurridas que tienden a ser más seguras. Las evaluaciones de riesgo también pueden reflejar otras condiciones peligrosas, tales como la caída de residuos u otros peligros.
[0060] Además, las inspecciones regionales 443 pueden incluir detalles de optimización con respecto a una región. Por ejemplo, las inspecciones regionales 443 pueden incluir información de calidad de enlace de radio en una o más áreas (por ejemplo, una región o ubicación), tales como ubicaciones en las que están presentes unas señales de comunicación de WWAN, rumbos a regiones de WWAN de calidad (por ejemplo, 150), un mejor acercamiento a una región, detalles con respecto a unas obstrucciones en la misma, así como unos requisitos de movimiento dentro de una región (por ejemplo, debido a obstrucciones o patrones de viento). Además, la información de inspección regional puede incluir detalles con respecto a cuántos drones pueden caber en una región de WWAN de calidad, cuántos drones ocupan actualmente una región de WWAN de calidad o información de planificación que refleja horas de tráfico punta, horas de tráfico no punta, horas de uso medio o similares. De esta manera, el hecho de que una región de WWAN de calidad particular esté demasiado concurrida de otros drones se puede reflejar en los datos de calidad de enlace de radio para su uso al evaluar esa región de WWAN de calidad.
[0061] Los datos de entorno 444 pueden incluir temperatura, velocidad del viento, precipitación y/o humedad, que pueden influir en cómo funciona un dron y, por tanto, se pueden usar para generar la maniobra de búsqueda.
[0062] Los datos de contexto 445 pueden incluir la ubicación geográfica del dron (es decir, en base a un GPS o altímetro), obstáculos/estructuras cercanas, una velocidad del dron, si el dron está en vuelo estacionario, en ascenso o en descenso, lo que se puede inferir, por ejemplo, mediante sensores incluidos en el dron.
[0063] Los datos de sistema 446 pueden incluir información sobre el propio dron o la carga útil del dron, obtenida de sensores/indicadores de a bordo (por ejemplo, niveles de energía de batería, deterioro/fallo de componentes, etc.) o uno o más sensores remotos que se comunican con el dron a través de un conexión de corto alcance, como Bluetooth® o wifi, o a través de una conexión de WWAN de largo alcance.
[0064] Los datos de rendimiento proyectado 447 pueden incluir estimaciones para el rendimiento del dron, tales como el alcance, la velocidad máxima, la capacidad de la celda de energía u otras estimaciones de rendimiento para los componentes de a bordo.
[0065] Los datos de rendimiento histórico 448 pueden ser similares a los datos de rendimiento proyectado 447, pero están basados en el rendimiento real del dron o componentes del mismo. Por ejemplo, los datos de rendimiento histórico 448 pueden incluir distancias recorridas correlacionadas con niveles de celda de energía, alcances reducidos registrados en base a unos vientos de frente medidos o tasas de éxito para maniobras de búsqueda particulares o elementos de las mismas.
[0066] Las especificaciones técnicas de los drones 449 pueden incluir dimensiones, pesos, datos de configuración (por ejemplo, ala fija o multirrotor) u otros detalles sobre el dron.
[0067] La base de datos 430 también puede incluir datos de maniobras de búsqueda 450, que pueden incluir una maniobra de búsqueda asignada para su uso por el dron 300 como respuesta a un evento desencadenante de calidad de enlace de radio. En diversos modos de realización, el procesador (por ejemplo, 330) del dron, una estación en tierra (por ejemplo, 390), otro dron o una combinación de los mismos puede determinar los datos de maniobras de búsqueda 450. El dron puede recibir datos de maniobras de búsqueda 450 generados o transmitidos desde un dispositivo informático remoto como entrada desde una interfaz de a bordo (por ejemplo, 308) o a través de una conexión inalámbrica (por ejemplo, 151). Los datos de maniobras de búsqueda 450 se pueden determinar en diversos momentos. Por ejemplo, se pueden determinar una o más maniobras
de búsqueda cuando sea necesario (por ejemplo, mientras el dron está en movimiento y como respuesta a un evento desencadenante de calidad de enlace de radio), o se pueden determinar previamente.
[0068] Los datos de maniobras de búsqueda 450 pueden incluir información particular sobre maniobras de búsqueda individuales y componentes de las mismas. Por ejemplo, cada maniobra de búsqueda incluye un conjunto de movimientos que siguen al menos un patrón de desviación preconfigurado. Los datos de maniobras de búsqueda 450 pueden incluir por separado detalles con respecto a diferentes patrones de desviación preconfigurados. Los patrones de desviación preconfigurados se pueden configurar con bastante antelación a los eventos desencadenantes de calidad de enlace de radio y pueden ser independientes de cualquier información de calidad de enlace de radio. Los patrones de desviación preconfigurados se pueden usar para generar una o más maniobras de búsqueda nuevas cuando sea necesario (es decir, no de antemano). Dado que las maniobras de búsqueda individuales pueden incluir al menos un patrón de desviación preconfigurado, las maniobras de búsqueda también se pueden determinar independientemente de cualquier información de calidad de enlace de radio. Además, dado que las maniobras de búsqueda siguen al menos un patrón de desviación preconfigurado, las maniobras de búsqueda no están configuradas para dirigir el dron hacia una ubicación conocida, tal como una ubicación previa con buena calidad de enlace de radio, o regresar a una base de operaciones.
[0069] El patrón de desviación preconfigurado puede incluir al menos una característica de movimiento seleccionada de unos patrones que incluyen al menos uno de una espiral, una forma geométrica, un cambio de elevación (es decir, un incremento o una disminución), un mantenimiento de un movimiento de elevación fija al menos parcialmente en una dirección de la ruta establecida y una combinación de los mismos. Asimismo, la forma de la espiral o la forma geométrica puede cambiar durante la maniobra de búsqueda. Por ejemplo, el patrón de desviación preconfigurado puede incluir una espiral con un radio que se incrementa gradualmente. Además, la maniobra de búsqueda puede incluir una versión modificada de un patrón de desviación preconfigurado seleccionado que tiene en cuenta al menos uno de un tamaño de un ciclo inicial del patrón de desviación preconfigurado, un cambio de tamaño del ciclo inicial para uno o más ciclos posteriores del patrón de desviación preconfigurado, un cambio de una característica de movimiento del patrón de desviación preconfigurado, una evitación de un objeto u obstáculo, unas restricciones de navegación y/o un nivel de energía disponible del dron. Además, la maniobra de búsqueda puede incluir una versión modificada del patrón de desviación preconfigurado que tiene en cuenta una obstrucción de enlace de radio detectada que interfiere con una calidad de enlace de radio de las comunicaciones con el dron. Por ejemplo, la versión modificada del patrón de desviación preconfigurado se puede dirigir para alejarse de la obstrucción del enlace de radio detectada. Como otra alternativa, el procesador puede iniciar un patrón de movimiento semialeatorio para buscar conectividad.
[0070] En algunos modos de realización, los datos de control de navegación 440 pueden incluir detalles con respecto a una fuente o unas fuentes de información de las que se pueden obtener los datos de control de navegación. Dicha información con respecto a los controles de navegación puede incluir o estar basada en datos históricos y/o actuales que otros drones, sensores regionales y otras fuentes de recopilación de datos han observado y/o compilado. Además, los datos de control de navegación pueden incluir valoraciones o clasificaciones para información o fuentes de información de las que se han obtenido previamente datos de control de navegación. Las valoraciones o la clasificación se pueden usar para indicar la fiabilidad o fidelidad de la información o su fuente.
[0071] Además de información de fuentes remotas (por ejemplo, la estación en tierra 390 o el servidor 410), el dron 300 puede usar sensores de a bordo y/o desplegables para encontrar y evaluar una región. Por ejemplo, una cámara, un anemómetro, un medidor de humedad (es decir, de lluvia) y/u otro(s) sensor(es) de a bordo pueden ayudar a encontrar o identificar regiones de WWAN de calidad, evaluar unas condiciones una vez dentro de esa región y/o determinar una maniobra de búsqueda que se va a usar. Un sensor desplegable se puede caer o eyectar desde el dron 300. De forma alternativa, el propio sensor desplegable puede ser un componente de tipo dron configurado para separarse de manera autónoma del dron 300 (y opcionalmente regresar a este). El dron 300 puede almacenar datos de sensores de a bordo en la memoria de abordo (por ejemplo, una unidad de memoria 302) y compartir los datos con el servidor (por ejemplo, 410), que a su vez puede compartir más los datos con otros drones. Además, mientras se halla en una región particular, el dron 300 puede estar configurado para analizar datos en tiempo real obtenidos por un sensor de a bordo o remoto para evaluar la idoneidad de la región de WWAN de calidad para las comunicaciones de WWAN o una maniobra de búsqueda para mejorar la calidad de enlace de radio. Por ejemplo, el procesador puede monitorizar y registrar diversas mediciones de enlace inalámbrico (por ejemplo, nivel de energía recibida, relación señalruido, tasa de errores de paquetes, etc.) realizadas por recursos de RF.
[0072] En algunos modos de realización, la base de datos 430 o una parte de la base de datos se puede almacenar en una memoria (por ejemplo, la unidad de memoria 302) del dron 300. El dron 300 puede recibir información de base de datos actualizada desde un servidor (por ejemplo, 410) a intervalos regulares (por ejemplo, cada hora, cada día, etc.) y usar dicha información para actualizar la base de datos 430 almacenada en la memoria de a bordo.
[0073] Al mantener una versión local de la base de datos en la memoria (por ejemplo, 302) del dron, la frecuencia de las comunicaciones entre el dron 300 y el servidor 410 se puede reducir, lo que puede reducir la sobrecarga, la carga de tráfico, etc. Reducir la necesidad de comunicarse con el servidor 410 puede ser ventajoso en circunstancias en las que la conectividad de la red inalámbrica de área amplia (WWAN) o la conectividad con otras redes no está disponible o no es fiable.
[0074] En algunos modos de realización, la información (por ejemplo, datos de control de navegación 440) almacenada en la memoria del dron 300 puede tener una vida útil limitada, que se puede indicar cuando se obtiene la información (por ejemplo, mediante un tiempo de expiración). El dron 300 puede realizar un seguimiento de la expiración de la información almacenada en la memoria usando un temporizador o similar. Por ejemplo, si la información de base de datos ha expirado o está fuera de la vida útil indicada, el procesador del dron puede contactar con el servidor 410 para volver a cargar la información de base de datos más reciente. En algunos modos de realización, a un dron que almacena información de base de datos que ha expirado puede ser que no se le permita desviarse de un rumbo actual, excepto en una emergencia.
[0075] En diversos modos de realización, el dron 300 se puede comunicar con el servidor 410 antes de que el dron 300 comience a moverse, cuando el dron 300 comienza a moverse o en otros momentos designados para confirmar que se ha cargado la actualización de información de base de datos 430 más reciente. Una vez que se confirma que la información es actual o está actualizada, el dron 300 puede continuar sin comunicaciones con el servidor 410 hasta que expire el temporizador o se produce algún otro evento predeterminado (por ejemplo, una consulta por un tercero).
[0076] Aunque solo se muestra un único servidor 410 en el entorno de funcionamiento 400, la base de datos 430 o la información en las bases de datos 430 pueden estar distribuidas entre muchos servidores. De forma alternativa o adicional, los servidores pueden ser redundantes, de modo que el dron 300 puede estar configurado para comunicarse con uno seleccionado de los servidores. La selección de un servidor con el que comunicarse puede ser en base a un criterio o condición, tal como la proximidad del servidor al dron 300, la calidad del enlace inalámbrico entre el servidor y el dron 300, una afiliación o clasificación del servidor (por ejemplo, militar, gubernamental, comercial, privado, etc.), una reputación del servidor, un operador del servidor, etc.
[0077] En algunos modos de realización, la información de base de datos almacenada y/o mantenida en un servidor dado (por ejemplo, 410) puede ser cumplimentada por otros servidores (o entidades) o mediante el acceso a otros servidores (o entidades). Por ejemplo, un servidor puede estar configurado para consultar u obtener de otro modo información de eventos de una entidad/un servidor asociado con un área restringida en la que un evento puede tener lugar o se puede planificar para que tenga lugar en el área restringida.
[0078] El dron (por ejemplo, 300) puede detectar una degradación de la calidad del enlace de radio o una pérdida completa de un enlace de radio. Por tanto, de acuerdo con diversos modos de realización, un procesador del dron puede monitorizar y medir la calidad del enlace de radio para detectar eventos desencadenantes de calidad de enlace de radio. Como respuesta a una determinación de que se ha producido un evento desencadenante de calidad de enlace de radio, el dron puede iniciar una maniobra de búsqueda para mejorar la calidad de enlace de radio.
[0079] La FIG. 5 ilustra un procedimiento de navegación 500 de un dron de acuerdo con diversos modos de realización. Con referencia a las FIGS. 1-5, un procesador (por ejemplo, el procesador 330 del dron 300, el procesador 392 de la estación en tierra 390 u otro dispositivo informático remoto) puede realizar las operaciones del procedimiento 500.
[0080] En el bloque de determinación 515, el procesador puede determinar si la medida de la calidad del enlace de radio supera un valor de umbral mínimo de calidad de enlace de radio (es decir, TH de calidad mín.). El valor de umbral mínimo de calidad de enlace de radio puede ser un valor mínimo necesario para establecer y mantener un enlace de radio en una red de comunicación de WWAN. De forma alternativa, se puede establecer que el valor de umbral mínimo de calidad de enlace de radio sea más alto que el nivel mínimo de calidad de enlace de radio necesario, lo que puede asegurar un enlace de comunicación más fiable y estable.
[0081] Como respuesta a una determinación de que la medida de la calidad de enlace de radio es menor o igual (es decir, no supera) el valor de umbral mínimo de calidad de enlace de radio (es decir, bloque de determinación 515 = "No"), el procesador puede continuar monitorizando y midiendo la calidad de enlace de radio y repetir el bloque de determinación 515. Opcionalmente, como respuesta a una determinación de que la medida de calidad de enlace de radio no supera el valor de umbral mínimo de calidad de enlace de radio (es decir, bloque de determinación 515 = "No"), el procesador puede registrar que no se ha producido ningún un evento desencadenante de calidad de enlace de radio en el bloque opcional 530.
[0082] La(s) señal(es) de calidad de enlace de radio transmitida(s) a, y recibida(s) por, el dispositivo informático remoto se puede(n) usar para mantener o actualizar una base de datos de calidad de enlace de radio (por ejemplo, la base de datos 430) con medidas actualizadas y realistas de la calidad de enlace de radio en diversas ubicaciones. Los datos de calidad de enlace de radio que se mantienen en la base de datos se pueden compilar desde diversos dispositivos, incluidos drones (por ejemplo, de multitud de fuentes) u otros dispositivos con un sensor u otro instrumento para medir la calidad de enlace de radio.
[0083] Un grupo de mediciones de calidad de enlace de radio realizadas por drones, tales como las de una base de datos, puede incrementar la fiabilidad global de una red de comunicación restringiendo una ruta establecida a algo menos que todas las regiones disponibles. Los drones pueden recopilar información de calidad de red de múltiples fuentes cuando están camino de un destino e informar a una base de datos centralizada que puede compilar un mapa global de las mediciones de calidad de red.
[0084] Como respuesta a una determinación de que la medida de calidad de enlace de radio recibida supera el valor de umbral mínimo de calidad (es decir, bloque de determinación 515 = "Sí"), el procesador puede determinar opcionalmente si un período de baja calidad (tLOW) supera un umbral de tiempo de espera de baja calidad en el bloque de determinación opcional 517. El período de baja calidad (Tlow) puede reflejar cuánto tiempo la medida de calidad de enlace de radio no ha superado de forma continua y/o constante el valor de umbral mínimo de calidad en el momento en que se realiza la determinación en el bloque de determinación opcional 517. Por ejemplo, el período de baja calidad Tlow puede estar entre medio segundo y cinco segundos. En diversos modos de realización, el período de baja calidad í low puede ser de un segundo.
[0085] Como respuesta a una determinación de que el período de baja calidad (Tlow) no supera el umbral de tiempo de espera de baja calidad (es decir, bloque de determinación opcional 517 = "No"), el procesador puede continuar monitorizando y midiendo la calidad de enlace de radio y repetir el bloque de determinación 515. Opcionalmente, como respuesta a una determinación de que el período de baja calidad í low no supera el umbral de tiempo de espera de baja calidad (es decir, bloque de determinación opcional 517 = "No"), el procesador puede registrar que no se ha producido ningún evento desencadenante de calidad de enlace de radio en el bloque opcional 530.
[0086] Como respuesta a una determinación de que el período de baja calidad (Tlow) supera el umbral de tiempo de espera de baja calidad (es decir, bloque de determinación opcional 517 = "Sí"), el procesador puede determinar opcionalmente si se ha producido un fallo de enlace de radio en el bloque de determinación opcional 525.
[0087] Un fallo de enlace de radio puede representar una conexión de muy baja calidad o poco fiable o ninguna conexión en absoluto. Otro fallo de enlace de radio común se produce cuando se intenta un traspaso pero no se termina, lo que da como resultado la conexión poco fiable.
[0088] Como respuesta a una determinación de que no se ha producido un fallo de enlace de radio (es decir, bloque de determinación opcional 525 = "No"), el procesador puede continuar monitorizando y midiendo la calidad de enlace de radio y repetir el bloque de determinación 515. Opcionalmente, como respuesta a una determinación de que no se ha producido el fallo de enlace de radio (es decir, bloque de determinación opcional 525 = "No"), el procesador puede registrar que no se ha producido ningún evento desencadenante de calidad de enlace de radio en el bloque opcional 530.
[0089] Como respuesta a una determinación de que se ha producido un fallo de enlace de radio (es decir, bloque de determinación opcional 525 = "Sí"), el procesador puede determinar opcionalmente si un período de fallo de enlace de radio (í fail) supera un umbral de tiempo de espera de fallo de enlace de radio en el bloque de determinación opcional 527. El período de fallo del enlace de radio í fail puede reflejar cuánto tiempo la medida de calidad de enlace de radio se ha registrado de forma continua y/o constante como un fallo de enlace de radio en el momento en que se realiza la determinación en el bloque de determinación opcional 527. Por ejemplo, el período de fallo de enlace de radio ífail puede ser de entre medio segundo y cinco segundos. En diversos modos de realización, el período de fallo de enlace de radio í fail puede ser de 1 segundo.
[0090] Como respuesta a una determinación de que el período de fallo de enlace de radio (í fail) no supera el umbral de tiempo de espera de fallo de enlace de radio (es decir, bloque de determinación opcional 527 = "No"), el procesador puede continuar monitorizando y midiendo la calidad de enlace de radio y repetir el bloque de determinación 515. Opcionalmente, como respuesta a una determinación de que el período de fallo de enlace de radio í fail no supera el umbral de tiempo de espera de fallo de enlace de radio (es decir, bloque de determinación opcional 527 = "No"), el procesador puede registrar que no se ha producido ningún evento desencadenante de calidad de enlace de radio en el bloque opcional 530.
[0091] Como respuesta a una determinación de que el período de fallo de enlace de radio í fail supera el umbral de tiempo de espera de fallo de enlace de radio (es decir, bloque de determinación opcional 527 = "Sí"), el procesador puede registrar que se ha producido un evento desencadenante de calidad de enlace de radio
en el bloque 540. Opcionalmente, como respuesta a una determinación de que uno cualquiera de a) la medida recibida de calidad de enlace de radio supera el valor de umbral mínimo de calidad (es decir, bloque de determinación 515 = "Sí"), b) el período de baja calidad tLOW supera el umbral de tiempo de espera de baja calidad (es decir, bloque de determinación opcional 517 = "Sí"), o c) se ha producido un fallo de enlace de radio (es decir, bloque de determinación opcional 525 = "Sí"), el procesador puede registrar que se ha producido un evento desencadenante de calidad de enlace de radio en el bloque 540.
[0092] En el bloque 550, el procesador puede iniciar una maniobra de búsqueda para mejorar la calidad de enlace de radio. De acuerdo con el procedimiento 500, se puede iniciar una maniobra de búsqueda como respuesta a una o más métricas que descienden por debajo de los umbrales respectivos (por ejemplo, TH mín. de calidad, período de baja calidad Tlow o período de fallo de enlace de radio Tfail). Estos umbrales se pueden establecer para optimizar tanto el rendimiento de movilidad como la cantidad de cálculo, consumo de energía y sobrecarga de señalización generados por el dron.
[0093] El procesador puede realizar y/o repetir periódicamente las operaciones en los bloques de determinación 515-550 para evaluar una calidad de enlace de radio e iniciar una maniobra de búsqueda cuando la calidad de enlace de radio no es satisfactoria. Por tanto, el procedimiento 500 proporciona una forma de navegación de un dron que mejora la conectividad del dron con las redes de WWAN al considerar la calidad de enlace de radio como parte de las determinaciones de ruta de navegación.
[0094] Durante las misiones, es posible que un dron necesite mantener comunicaciones o un determinado nivel de calidad de enlace de radio. Por ejemplo, es posible que el dron necesite cumplir con determinados requisitos reglamentarios (por ejemplo, nivel mínimo de calidad de enlace de comunicación o períodos de comunicación requeridos). Como otro ejemplo, un procesador de dron que detecta una condición de fallo (por ejemplo, un estado de batería baja u otro problema del sistema de a bordo) puede necesitar comunicar información con respecto al fallo a un centro de control. Por tanto, cuando el dron no puede realizar comunicaciones inalámbricas con una estación en tierra, el dron puede necesitar buscar regiones en las que se puedan restablecer comunicaciones inalámbricas o en las que se pueda mantener una mejor calidad de enlace de radio.
[0095] Diversos modos de realización incluyen procedimientos para realizar maniobras de búsqueda de enlace de radio dinámicas y autónomas (también denominadas en el presente documento simplemente "maniobras de búsqueda") para que un dron supere la pérdida o el deterioro de un enlace de radio sin conocimiento previo de la calidad de enlace de radio en las regiones ocupadas actualmente o circundantes. En particular, un procesador de dron puede determinar o iniciar automáticamente una maniobra de búsqueda para mejorar la calidad de enlace de radio o recuperar el enlace de radio. A diferencia del procedimiento 500, que realiza determinaciones con respecto a una medida de calidad de enlace de radio (es decir, el bloque de determinación 515) y un fallo de enlace de radio (es decir, el bloque de determinación opcional 525), una determinación y/o un inicio de una maniobra de búsqueda puede ser resultado directo de una cualquiera de esas determinaciones o potencialmente de otras situaciones. Por tanto, cuando se producen características predeterminadas de calidad de enlace de radio, dichas circunstancias se pueden denominar "eventos desencadenantes de calidad de enlace de radio". Por tanto, como respuesta a un evento desencadenante de calidad de enlace de radio, un dron puede iniciar una maniobra de búsqueda. Los eventos desencadenantes de calidad de enlace de radio pueden incluir una medida baja de calidad de enlace de radio particular, una tasa alta de deterioro de calidad de enlace de radio, un período de enlace de radio reducido o nulo, otras circunstancias y combinaciones de los mismos. Dichos eventos desencadenantes de calidad de enlace de radio se pueden considerar inaceptables para las comunicaciones con el dron en general o para un tipo particular de comunicaciones con drones.
[0096] En diversos modos de realización, la maniobra de búsqueda usada por el procesador del dron para mejorar la calidad de enlace de radio o recuperar el enlace de radio puede ser un conjunto predeterminado de movimientos asignados que se deben usar como respuesta a un evento desencadenante de calidad de enlace de radio. De forma alternativa, puede estar disponible más de una maniobra de búsqueda predeterminada, en cuyo caso el procesador puede seleccionar una maniobra de búsqueda para usar entre las maniobras de búsqueda predeterminadas disponibles. Como otra alternativa, el procesador puede generar una nueva maniobra de búsqueda.
[0097] La FIG. 6 ilustra un procedimiento 600 de generación de una maniobra de búsqueda 620, que se puede usar para hacer navegar un dron (por ejemplo, 300) para mejorar la calidad de enlace de radio, incluyendo recuperar un enlace de radio. Se puede generar una maniobra de búsqueda 620 y usarla de inmediato para mejorar la calidad del enlace de radio para el dron mientras navega camino a un destino. Con referencia a las FIGs .1-6, el procedimiento 600 puede estar incorporado en, y ser ejecutado por, un procesador (por ejemplo, el procesador 330 del dron 300, el procesador 392 de la estación en tierra 390, u otro dispositivo informático remoto en comunicación con el dron).
[0098] En diversos modos de realización, el procesador puede determinar la maniobra de búsqueda que se va a usar para mejorar la calidad de enlace de radio generando la maniobra de búsqueda 620. La maniobra de búsqueda 620 se puede generar de antemano y guardar como una maniobra de búsqueda predeterminada o generar como respuesta a una determinación de que se ha producido un evento desencadenante de calidad de enlace de radio. El procesador puede usar un motor de inferencia 611 para generar la maniobra de búsqueda 620 compilando, combinando y/o fusionando, uno o más tipos de datos, que incluyen más de un tipo de datos de control de navegación (por ejemplo, 440), pertinentes a las condiciones y/o circunstancias a las que se enfrenta el dron. En algunos modos de realización, el motor de inferencia 611 puede combinar o fusionar datos de entrada en tiempo real y en tiempo no real asociados con un dron, tales como datos de sensor y un patrón de desviación preconfigurado, para generar la maniobra de búsqueda 620 que se va a usar.
[0099] Los datos de entrada en tiempo real pueden incluir cualquier tipo adecuado de datos en tiempo real asociados con el dron, incluyendo datos de control de navegación 440 tales como, por ejemplo, datos de entorno 444, datos de contexto 445, datos de sistemas de dron 446, otros datos de entrada en tiempo real adecuados cualesquiera y/o cualquier combinación de los mismos. Los datos de entrada en tiempo no real pueden incluir cualquier tipo adecuado de datos en tiempo no real asociados con un dron, incluyendo datos de control de navegación 440 tales como, por ejemplo, unos datos de rendimiento proyectado 447, datos de rendimiento histórico 448, especificaciones técnicas de dron 449 u otros datos de entrada en tiempo no real adecuados cualesquiera y/o cualquier combinación de los mismos. Por ejemplo, tanto los datos de rendimiento proyectado 447 como los datos de rendimiento histórico 448 se pueden usar para generar la maniobra de búsqueda 620.
[0100] En algunos modos de realización, el motor de inferencia 611 puede determinar un requisito de recursos para ejecutar una maniobra de búsqueda cuyo uso se está considerando. Comparando los recursos disponibles (por ejemplo, en niveles de pila de combustible de a bordo) y el requisito de recursos para ejecutar una maniobra de búsqueda considerada, el motor de inferencia 611 puede descartar unas maniobras de búsqueda potenciales que el dron tal vez no pueda ejecutar con éxito.
[0101] En algunos modos de realización, el motor de inferencia 611 puede usar datos de ruta actual establecida (es decir, instrucciones de navegación almacenadas que dirigen el dron a lo largo de la ruta actual establecida) al determinar la maniobra de búsqueda 620, ya que antes del evento desencadenante de calidad de enlace de radio la ruta actual establecida presumiblemente estaba dirigida hacia un destino del dron. Por ejemplo, un vector de trayectoria de la ruta actual establecida puede ser un valor de referencia para determinar la maniobra de búsqueda 620 que se va a asignar.
[0102] Una vez que se genera la maniobra de búsqueda 620, la maniobra de búsqueda 620 se puede guardar y asignar para un uso posterior por el dron como maniobra de búsqueda predeterminada. En diversos modos de realización, la maniobra de búsqueda generada 620 se puede considerar junto con otras maniobras de búsqueda predeterminadas para seleccionar la maniobra de búsqueda particular que se va a usar. En diversos modos de realización, puede ser que el procesador solo genere una nueva maniobra de búsqueda (por ejemplo, 620) si no hay ninguna maniobra de búsqueda predeterminada disponible, asignada para su uso o apropiada para una circunstancia particular.
[0103] Las FIGS. 7A-7G ilustran diversas maniobras de búsqueda SM1-SM7, que usan cada una diferentes patrones de desviación preconfigurados P1-P4 que un dron puede seguir en un intento por restablecer un enlace de comunicación inalámbrica o mejorar la calidad de enlace de radio de acuerdo con diversos modos de realización. Con referencia a las FIGs . 1-7D, los patrones de desviación preconfigurados P1-P4 se incorporan en maniobras de búsqueda SM1-SM7 o partes de las mismas que un procesador puede generar. Se muestra que cada una de las maniobras de búsqueda SM1-SM7 comienza en un punto desencadenante T a lo largo de la ruta establecida R encaminada hacia un destino. Más allá del punto desencadenante T, un vector de maniobra de búsqueda R' (es decir, una parte abandonada de la ruta establecida R) representa una continuación de la ruta establecida R que el dron ha dejado de seguir. Cada punto desencadenante T puede corresponder a la presencia de un evento desencadenante de calidad de enlace de radio. Las maniobras de búsqueda, tales como las maniobras de búsqueda SM1-SM7, pueden estar formadas por una combinación del vector de maniobra de búsqueda R', uno o más patrones de desviación preconfigurados P1-P4 y datos de control de navegación adicionales (por ejemplo, 440).
[0104] En la FIG. 7A, un primer patrón de desviación preconfigurado P1, incluido en una primera maniobra de búsqueda SM1, es una línea perpendicular al vector de maniobra de búsqueda R', cuyos extremos son equidistantes del vector de maniobra de búsqueda R'. La primera maniobra de búsqueda SM1 incorpora el primer patrón de desviación preconfigurado P1 creando una ruta en zigzag horizontal que se desvía de la ruta establecida R usando movimientos laterales graduales que se alejan del vector de maniobra de búsqueda R'. Como se muestra, el primer patrón de desviación preconfigurado P1 tiene una longitud constante (es decir, una anchura lateral) y un ángulo de desviación constante A de acuerdo con diversos modos de realización. De forma alternativa, la longitud y/o el ángulo de desviación A pueden cambiar a lo largo del tiempo. Como otra
alternativa, la ruta en zigzag puede ser vertical (es decir, ir hacia arriba y hacia abajo en lugar de un lado a otro).
[0105] En la FIG. 7B, el segundo patrón de desviación preconfigurado P2, incluido en una segunda maniobra de búsqueda SM2, tiene una forma geométrica virtual cuadrada o tipo caja, cuyas esquinas son equidistantes del vector de maniobra de búsqueda R'. La segunda maniobra de búsqueda s M2 incorpora el segundo patrón de desviación preconfigurado P2 creando una ruta que combina el vector de maniobra de búsqueda R' con una ruta que se interseca secuencialmente con las esquinas 21, 22, 23, 24 de la forma geométrica virtual cuadrada. De esta manera, un primer tramo 11 de la segunda maniobra de búsqueda SM2 se extiende desde el punto desencadenante T hasta una primera esquina 21, un segundo tramo 12 de la segunda maniobra de búsqueda SM2 se extiende desde la primera esquina 21 hasta una segunda esquina 22, un tercer tramo 13 de la segunda maniobra de búsqueda SM2 se extiende desde la segunda esquina 22 hasta una tercera esquina 23, y un cuarto tramo 14 de la segunda maniobra de búsqueda SM2 se extiende desde la tercera esquina 23 hasta una cuarta esquina 24. Un ciclo de la segunda maniobra de búsqueda SM2 interseca con todas las esquinas 21, 22, 23, 24 una vez. La segunda maniobra de búsqueda SM2 puede continuar repitiendo el mismo ciclo; variar alguna característica como las dimensiones de la forma geométrica virtual que forma el segundo patrón de desviación preconfigurado P2; la distancia de avance recorrida antes de alcanzar la siguiente esquina; o alguna combinación de las mismas.
[0106] En la FIG. 7C, el tercer patrón de desviación preconfigurado P3, incluido en una tercera maniobra de búsqueda SM3, es un círculo o una forma geométrica cilíndrica virtual, cuya circunferencia es equidistante del vector de maniobra de búsqueda R'. La tercera maniobra de búsqueda SM3 incorpora el tercer patrón de desviación preconfigurado P3 creando una ruta sinuosa que sigue el contorno exterior de un patrón de desviación preconfigurado P3 (es decir, el exterior del cilindro). En diversos modos de realización, el tercer patrón de desviación preconfigurado P3 incluye un radio r constante. Un ciclo alrededor del perímetro del patrón de desviación preconfigurado P3 se puede considerar un ciclo de la tercera maniobra de búsqueda s M3. La tercera maniobra de búsqueda SM3 puede continuar repitiendo el mismo ciclo; variar alguna característica como las dimensiones de la forma geométrica virtual que forma el tercer patrón de desviación preconfigurado P3; la distancia de avance recorrida antes de terminar un ciclo; o alguna combinación de las mismas.
[0107] En la FIG. 7D, el patrón de desviación preconfigurado P4, incluido en una cuarta maniobra de búsqueda SM4, tiene una forma geométrica virtual cónica, cuya circunferencia se incrementa pero permanece equidistante del vector de maniobra de búsqueda R'. La cuarta maniobra de búsqueda SM4 incorpora el cuarto patrón de desviación preconfigurado P4 creando una ruta en espiral que serpentea en una curva continua que se ensancha gradualmente alrededor de un eje central coincidente con el vector de maniobra de búsqueda R'. Un radio r2 de la curva que forma un ciclo de la cuarta maniobra de búsqueda SM4 se puede incrementar a una velocidad fija. La cuarta maniobra de búsqueda SM4 puede continuar con una velocidad de cambio fija en el componente radial; variar la velocidad de cambio; variar la distancia de avance recorrida antes de terminar un ciclo; o alguna combinación de las mismas.
[0108] En la FIG. 7E, el primer patrón de desviación preconfigurado P1 está incluido en una quinta maniobra de búsqueda SM5, que es una variación de la primera maniobra de búsqueda SM1. La quinta maniobra de búsqueda SM5 no solo aplica el primer patrón de desviación preconfigurado P1 al vector de maniobra de búsqueda R', sino que también usa datos de contexto (por ejemplo, 445) para evitar un obstáculo O1 en la trayectoria del dron. De acuerdo con diversos modos de realización, un motor de inferencia (por ejemplo, 611) puede usar los datos de contexto para generar una maniobra de búsqueda (por ejemplo, 620), ya que los datos de contexto no solo pueden localizar el dron, sino también un obstáculo O1 que se aproxima, tal como un árbol, un edificio, otro dron u otro obstáculo. El motor de inferencia puede seleccionar el primer patrón de desviación preconfigurado P1 por diversas razones, tales como idoneidad y mejor solución, o de forma predeterminada, pero añadir una variación menor respecto de la primera maniobra de búsqueda SM1 para evitar un punto de colisión C con el obstáculo O1. En particular, aunque un primer tramo 51 y un segundo tramo 52 de la primera maniobra de búsqueda SM1 no darían lugar a una colisión, un tramo A1 cancelado de la primera maniobra de búsqueda SM1 daría lugar a la colisión C. Por tanto, la quinta maniobra de búsqueda puede incluir un tercer tramo 53 que desplaza el patrón en zigzag del primer patrón de desviación preconfigurado P1 de modo que el cuarto tramo 54 y las partes posteriores de la quinta maniobra de búsqueda evitan el punto de colisión C.
[0109] En la FIG. 7F, el segundo patrón de desviación preconfigurado P2 está incluido en una sexta maniobra de búsqueda SM6, que es una variación de la segunda maniobra de búsqueda SM2. La sexta maniobra de búsqueda SM6 no solo aplica el segundo patrón de desviación preconfigurado P2 al vector de maniobra de búsqueda R', sino que también usa datos de contexto (por ejemplo, 445) para evitar un obstáculo O2 diferente en la trayectoria del dron. De acuerdo con diversos modos de realización, un motor de inferencia (por ejemplo, 611) puede usar los datos de contexto para generar una maniobra de búsqueda (por ejemplo, 620), ya que los datos de contexto no solo pueden localizar el dron, sino también el obstáculo O2 que se aproxima, tal como una torre de comunicación. El motor de inferencia puede seleccionar el segundo patrón de desviación preconfigurado P2 por diversas razones, y añadir una variación menor de la segunda maniobra de búsqueda SM2 para evitar un punto de colisión C con el obstáculo O2. En particular, aunque un primer tramo 61 de la
segunda maniobra de búsqueda SM2 no daría lugar a una colisión, un tramo cancelado A2 de la segunda maniobra de búsqueda SM2 daría lugar a la colisión C. Por tanto, la sexta maniobra de búsqueda SM6 puede incluir un segundo tramo 62 que salta una esquina siguiente del segundo patrón de desviación preconfigurado P2 de modo que el tercer tramo 63, el cuarto tramo 64 y las partes posteriores de la sexta maniobra de búsqueda evitan el punto de colisión C.
[0110] En la FIG. 7G, un segundo patrón de desviación preconfigurado P2' cambiante está incluido en una séptima maniobra de búsqueda SM7, que es otra variación de la segunda maniobra de búsqueda SM2. La séptima maniobra de búsqueda SM7 aplica el segundo patrón de desviación preconfigurado P2 al vector de maniobra de búsqueda R', pero también incrementa de forma constante las dimensiones (es decir, cambia el tamaño) del segundo patrón de desviación preconfigurado P2 proporcionalmente a la distancia recorrida en la dirección del vector de maniobra de búsqueda R'. De esta manera, la séptima maniobra de búsqueda SM7 incluye una trayectoria que se expande de forma constante alejándose del vector de maniobra de búsqueda R'. Además, para evitar que el dron choque contra el suelo durante los segmentos inferiores de la séptima maniobra de búsqueda SM7 a medida que se expande, la parte inferior del segundo patrón de desviación preconfigurado P2' cambiante se puede mantener a una distancia fija del vector de maniobra de búsqueda R' o al menos a una distancia más cercana que la parte superior del segundo patrón de desviación preconfigurado P2' cambiante. De acuerdo con diversos modos de realización, un motor de inferencia (por ejemplo, 511) puede usar los datos de contexto para localizar el dron en relación con el suelo. De esta manera, el motor de inferencia puede seleccionar esta variación del segundo patrón de desviación preconfigurado P2', y añadir otra variación de la segunda maniobra de búsqueda SM2 para evitar interferencias o impactos con el suelo.La FIG. 8 ilustra un procedimiento de navegación 800 de un dron de acuerdo con diversos modos de realización. Con referencia a las FIGS. 1-8, las operaciones del procedimiento 800 pueden ser realizadas por un procesador (por ejemplo, el procesador 330 del dron 300, el procesador 392 de la estación en tierra 390 u otro dispositivo informático remoto en comunicación con el dron).
[0111] En el bloque 810, el procesador puede obtener datos de calidad del enlace de radio correspondientes a las regiones en las que se ha registrado que las comunicaciones de WWAN están disponibles. Los datos de calidad de enlace de radio se pueden obtener de un dispositivo informático remoto (por ejemplo, un servidor) que mantiene una base de datos de calidad de enlace de radio. De esta manera, el dispositivo informático remoto puede mantener la base de datos de calidad de enlace de radio con medidas actualizadas y realistas de los niveles de calidad de enlace de radio en diversas ubicaciones. Los datos de calidad de enlace de radio mantenidos en la base de datos se pueden compilar desde diversos dispositivos, incluyendo drones (por ejemplo, de multitud de fuentes) u otros dispositivos con un sensor para medir los datos de calidad de enlace de radio.
[0112] La recopilación de mediciones de calidad de enlace de radio por drones puede incrementar la fiabilidad global de una red de comunicación restringiendo una ruta establecida a algo menos que todas las regiones disponibles. Los drones pueden recopilar información de calidad de red de múltiples fuentes cuando están camino de un destino e informar a una base de datos centralizada que puede compilar un mapa global de mediciones de calidad de red.
[0113] En el bloque 820, el procesador puede usar los datos de calidad de enlace de radio obtenidos para determinar una ruta establecida desde una ubicación inicial o actual hasta un destino para alcanzar un nivel mínimo u objetivo de conectividad de red inalámbrica. La determinación de la ruta establecida en el bloque 820 puede tener en cuenta la disponibilidad de comunicaciones de WWAN identificadas por los datos de calidad de enlace de radio. Asimismo, se puede determinar una ruta establecida que aumenta al máximo la disponibilidad de las comunicaciones de WWAN. Por ejemplo, el procesador puede averiguar la mejor ruta vinculando las regiones identificadas con la mayor probabilidad de mantener comunicaciones de WWAN. De forma alternativa, el procesador puede usar un valor de umbral mínimo para la probabilidad de mantener comunicaciones de WWAN y seleccionar una ruta más corta que incluye una región que satisface el valor de umbral mínimo para la calidad de enlace de radio. Al determinar la ruta establecida en el bloque 820, el procesador puede usar los datos de calidad de enlace de radio junto con otras consideraciones de planificación de ruta autónoma, tales como reducir al mínimo los gastos de combustible, incrementar o asegurar la seguridad del dron o una carga útil del mismo, y otros criterios de planificación de ruta.
[0114] En el bloque 830, el procesador puede guiar el dron para que siga la ruta establecida determinada hacia el destino. El guiado del dron puede incluir técnicas de navegación que restringen el dron a una región que incrementa la disponibilidad y la fiabilidad operativa de una conexión de red.
[0115] En el bloque 840, el procesador puede recibir una medida de calidad de enlace de radio tomada en una ubicación actual del dron, tanto si está parado como si está camino al destino (por ejemplo, 195, 295). El procesador puede recibir la medición de calidad de enlace de radio accediendo activamente u obteniendo pasivamente los datos de una memoria u otra fuente. Recibir la calidad de enlace de radio puede permitir que se notifique periódicamente la calidad de enlace de radio medida a un dispositivo informático remoto, tal como un servidor que mantiene una base de datos de calidad de enlace de radio. Las mediciones de calidad de
enlace de radio se pueden recopilar mediante los recursos de comunicación de un dron (por ejemplo, el transceptor inalámbrico 304 y la antena 306 del dron 300) y procesar a bordo del dron (por ejemplo, mediante el procesador 330) o transmitir a un dispositivo informático remoto (por ejemplo, el procesador 392 u otro dispositivo informático remoto) para su procesamiento. En diversos modos de realización, las mediciones se pueden obtener cuando la medida de calidad de enlace de radio desciende por debajo de un nivel establecido. De forma alternativa o adicional, las mediciones se pueden obtener a intervalos regulares, cuando la medida de calidad de enlace de radio es diferente de la esperada, cuando el dron recibe un mandato remoto en este sentido, o en otros intervalos.
[0116] En diversos modos de realización, la medida de calidad de enlace de radio se puede recibir en señales de referencia, que pueden usar solo una pequeña fracción de los recursos de espectro disponibles, y unas estaciones base pueden transmitirlas en tiempos y/o intervalos conocidos. Dichas señales de referencia en general tienen una estructura conocida, que un procesador puede usar para estimar métricas de calidad, tal como la relación señal-ruido o la intensidad de señal recibida.
[0117] En el bloque de determinación 842, el procesador puede determinar si se ha producido un evento desencadenante de calidad de enlace de radio asociado con unas comunicaciones con el dron mientras el dron viaja a lo largo de una ruta establecida hacia un destino. Diversos modos de realización usan el procedimiento 500 para determinar si se ha producido un evento desencadenante de calidad de enlace de radio. El evento desencadenante de calidad de enlace de radio se puede producir como respuesta a a) una medida de calidad de enlace de radio de unas comunicaciones con el dron que desciende por debajo de un umbral de calidad de enlace de radio; b) la calidad de enlace de radio de unas comunicaciones que está por debajo del umbral de calidad de enlace de radio durante más de un período predeterminado; c) una tasa de deterioro de calidad de enlace de radio que supera un umbral de tasa de deterioro; y/o d) la tasa de deterioro de calidad de enlace de radio que supera un umbral de tasa de deterioro más largo que un período predeterminado.
[0118] Como respuesta a una determinación de que no se ha producido un evento desencadenante de calidad de enlace de radio (es decir, bloque de determinación 842 = "No"), el procesador puede transmitir (es decir, por medio del transceptor inalámbrico 304 y la antena 306) una señal de calidad de enlace de radio, que incluye un valor que representa la calidad de enlace de radio medida, a un dispositivo informático remoto en el bloque 890. Durante o después de la transmisión de la señal de calidad de enlace de radio, el procesador puede guiar el dron para que continúe siguiendo la ruta establecida determinada hacia el destino en el bloque 830 del procedimiento 800.
[0119] Como respuesta a una determinación de que se ha producido el evento desencadenante de calidad de enlace de radio (es decir, bloque de determinación 842 = "Sí"), el procesador puede determinar, en el bloque de determinación 844, si se asigna una maniobra de búsqueda para que la use el dron para mejorar la calidad de enlace de radio.
[0120] La asignación de una maniobra de búsqueda particular para su uso por el dron se puede reflejar en un registro accesible por el procesador (por ejemplo, 330). Si no se ha realizado ninguna asignación o si se ha revocado una asignación anterior, el registro puede reflejar que no se ha realizado ninguna asignación. Por tanto, en el bloque de determinación 844, el procesador puede comprobar el registro para determinar si se ha asignado una maniobra de búsqueda.
[0121] Como respuesta a una determinación de que se ha asignado una maniobra de búsqueda para mejorar la calidad de enlace de radio (es decir, bloque de determinación 844 = "Sí"), el procesador puede guiar el dron para que siga la maniobra de búsqueda asignada en el bloque 850. Como respuesta a una determinación de que no se ha asignado una maniobra de búsqueda (es decir, bloque de determinación 844 = "No"), el procesador puede generar y/o asignar una maniobra de búsqueda, que incluye un patrón de desviación preconfigurado de la ruta establecida del dron, en el bloque 846.
[0122] Un procesador del dron puede incluir y/o usar un módulo de optimización para generar la maniobra de búsqueda. De esta manera, los patrones de desviación preconfigurados se pueden modificar mediante variables que indican, por ejemplo, cuán grande debe ser el circuito inicial, cómo puede cambiar el patrón a lo largo del tiempo (por ejemplo, con cada iteración, cuánto se ha de incrementar/disminuir el tamaño del patrón), una evitación de objetos/obstáculos (ya sea usando información de detección en tiempo real o almacenada); unos niveles de energía disponible (es decir, tiempo de funcionamiento, que puede desencadenar procedimientos de aterrizaje automático), otras características similares o combinaciones de las mismas. En el bloque 850, el procesador puede guiar el dron para que siga la maniobra de búsqueda asignada (es decir, determinada en el bloque 846 o previamente determinada, almacenada y accesible desde la memoria). El guiado del dron puede incluir técnicas de navegación que restringen el dron a una región que incrementa la probabilidad de establecer una disponibilidad y fiabilidad operativa de una conexión de red.
[0123] En el bloque de determinación 855, el procesador puede determinar si se recibe una señal piloto. La determinación de si se recibe la señal piloto se puede producir en cualquier momento durante la maniobra de
búsqueda. Asimismo, el procesador puede requerir diferentes niveles de calidad de enlace de radio antes de llegar a la conclusión de que se ha recibido la señal piloto. Por ejemplo, una recepción de la señal piloto se puede producir en cuanto el procesador puede demodular una señal piloto detectada o cuando una velocidad de transferencia de datos predeterminada está disponible para una señal piloto detectada.
[0124] Como respuesta a una determinación de que se ha recibido la señal piloto (es decir, bloque de determinación 855 = "Sí"), el procesador puede recibir una medida de calidad de enlace de radio en el bloque 860. La recepción de la medida de calidad de enlace de radio en el bloque 860 puede ser igual o similar a la realizada en el bloque 840.
[0125] Como respuesta a una determinación de que no se ha recibido una señal piloto (es decir, bloque de determinación 855 = "No"), el procesador puede determinar si el dron está en un estado de emergencia en el bloque de determinación 857. Se puede determinar un estado de emergencia en relación con el dron si está funcionando críticamente con baja energía o alguna otra condición que requiere que el dron interrumpa la navegación hacia el destino (por ejemplo, bloque 830).
[0126] Como respuesta a una determinación de que el dron está en un estado de emergencia (es decir, bloque de determinación 857 = "Sí"), el procesador puede seguir un protocolo de emergencia en el bloque 859. Un protocolo de emergencia puede incluir un aterrizaje inmediato, un cambio de destino u otro procedimiento.
[0127] Como respuesta a una determinación de que el dron no se está en un estado de emergencia (es decir, bloque de determinación 857 = "No"), el procesador puede guiar aún más el dron para que siga la maniobra de búsqueda en el bloque 850
[0128] En el bloque de determinación 865, el procesador puede determinar si la medida de calidad de enlace de radio recibida en el bloque 860 supera un valor de umbral mínimo de calidad de enlace de radio (es decir, TH mín. de calidad). La determinación de si la medida de calidad de enlace de radio supera un valor de umbral mínimo de calidad de enlace de radio en el bloque de determinación 865 puede ser igual o similar a la realizada en el bloque de determinación 515 en el procedimiento 500.
[0129] Como respuesta a una determinación de que la medida de calidad de enlace de radio recibida en el bloque 860 supera un valor de umbral mínimo de calidad de enlace de radio (es decir, bloque de determinación 865 = "Sí"), el procesador puede determinar una actualización de la ruta establecida para que el dron alcance el destino desde una ubicación actual en el bloque 870.
[0130] Como respuesta a una determinación de que la medida de calidad de enlace de radio recibida en el bloque 860 no supera un valor de umbral mínimo de calidad de enlace de radio (es decir, bloque de determinación 865 = "No"), el procesador puede determinar si el dron está en un estado de emergencia en el bloque de determinación 857.
[0131] En el bloque 880, el procesador puede actualizar la ruta establecida al destino. Una vez que se actualiza la ruta establecida, el procesador puede transmitir una señal de calidad de enlace de radio a un dispositivo informático remoto en el bloque 890 y nuevamente guiar el dron para que siga la ruta establecida determinada (y ahora actualizada) hacia el destino en el bloque 830.
[0132] Los diversos procesadores descritos en el presente documento pueden ser cualquier microprocesador, microordenador o un chip o unos chips de múltiples procesadores programables que se pueden configurar mediante instrucciones (aplicaciones) de software para realizar una variedad de funciones, incluyendo las funciones de diversos modos de realización descritos en el presente documento. En los diversos dispositivos, se pueden proporcionar múltiples procesadores, tal como un procesador dedicado a funciones de comunicación inalámbrica y un procesador dedicado a la ejecución de otras aplicaciones. Típicamente, las aplicaciones de software se pueden almacenar en memoria interna antes de acceder a ellas y cargarlas en los procesadores. Los procesadores puede incluir suficiente memoria interna para almacenar las instrucciones del software de aplicación. En muchos dispositivos, la memoria interna puede ser una memoria volátil o no volátil, tal como una memoria flash, o una mezcla de ambas. Para los propósitos de la presente descripción, una referencia general a una memoria se refiere a una memoria accesible por los procesadores, incluyendo una memoria interna o una memoria extraíble conectada a los diversos dispositivos y una memoria dentro de los procesadores.
[0133] Los diversos modos de realización ilustrados y descritos se proporcionan simplemente como ejemplos para ilustrar diversas características de las reivindicaciones. Sin embargo, las características mostradas y descritas con respecto a cualquier modo de realización dado no están necesariamente limitadas al modo de realización asociado y se pueden usar o combinar con otros modos de realización que se muestran y describen. Además, no se pretende que las reivindicaciones estén limitadas por ningún modo de realización de ejemplo.
[0134] Las descripciones de procedimiento y los diagramas de flujo de proceso anteriores se proporcionan simplemente como ejemplos ilustrativos y no pretenden requerir ni implicar que las etapas de diversos modos de realización se deban realizar en el orden presentado. Como apreciará un experto en la técnica, el orden de las etapas en los modos de realización anteriores puede ser cualquier orden. Términos tales como "después de", "a continuación", "siguiente", etc. no pretenden limitar el orden de las etapas, sino que se usan simplemente para guiar al lector a través de la descripción de los procedimientos. Además, ninguna referencia en singular a los elementos de las reivindicaciones, por ejemplo, usando los artículos "un", "una", "el" o "la" se debe interpretar como una limitación del elemento al singular.
[0135] Los diversos bloques, módulos, circuitos y etapas de algoritmo lógicos ilustrativos descritos en relación con los modos de realización divulgados en el presente documento se pueden implementar como hardware electrónico, software informático o combinaciones de ambos. Para ilustrar claramente esta intercambiabilidad de hardware y software, se han descrito en general diversos componentes, bloques, módulos, circuitos y etapas ilustrativos desde el punto de vista de su funcionalidad. Que dicha funcionalidad se implemente como hardware o software depende de la aplicación y las restricciones de diseño particulares impuestas al sistema global. Los expertos en la técnica pueden implementar la funcionalidad descrita de formas diferentes para cada aplicación particular, pero no se debe interpretar que dichas decisiones de implementación suponen apartarse del alcance de las presentes reivindicaciones.
[0136] El hardware usado para implementar las diversas lógicas, bloques lógicos, módulos y circuitos ilustrativos descritos en relación con los aspectos divulgados en el presente documento se pueden implementar o realizar con un procesador de propósito general, un procesador de señales digitales (DSP), un circuito integrado específico de la aplicación (ASIC), una matriz de puertas programables in situ (FPGA) u otro dispositivo de lógica programable, lógica de puertas o transistores discretos, componentes de hardware discretos o cualquier combinación de los mismos diseñada para realizar las funciones descritas en el presente documento. Un procesador de propósito general puede ser un microprocesador pero, de forma alternativa, el procesador puede ser cualquier procesador, controlador, microcontrolador o máquina de estados convencional. Un procesador también se puede implementar como una combinación de objetos inteligentes receptores, por ejemplo, una combinación de un DSP y un microprocesador, una pluralidad de microprocesadores, uno o más microprocesadores junto con un núcleo de DSP o cualquier otra configuración de este tipo. De forma alternativa, unos circuitos que son específicos de una función dada pueden realizar algunas etapas o procedimientos.
[0137] En uno o más aspectos ejemplares, las funciones descritas se pueden implementar en hardware, software, firmware o cualquier combinación de los mismos. Si se implementan en software, las funciones se pueden almacenar como una o más instrucciones o código en un medio de almacenamiento no transitorio legible por ordenador o en un medio de almacenamiento no transitorio legible por procesador. Las etapas de un procedimiento o algoritmo divulgadas en el presente documento se pueden realizar en software ejecutable por procesador, que puede residir en un medio de almacenamiento no transitorio legible por ordenador o legible por procesador. Los medios de almacenamiento no transitorios legibles por ordenador o legibles por procesador pueden ser medios de almacenamiento cualesquiera a los que se puede acceder mediante un ordenador o un procesador. A modo de ejemplo y no de limitación, dichos medios no transitorios legibles por ordenador o legibles por procesador pueden incluir memoria de acceso aleatorio (RAM), memoria de solo lectura (ROM), ROM programable y borrable eléctricamente (EEPROM), una memoria FLASH, ROM de disco compacto (CD-ROM) u otro almacenamiento de disco óptico, almacenamiento de disco magnético u otros objetos inteligentes de almacenamiento magnético, o cualquier otro medio que se pueda usar para almacenar un código de programa deseado en forma de instrucciones o estructuras de datos y al que se pueda acceder mediante un ordenador. Los discos, como se usan en el presente documento, incluyen un CD, disco láser, disco óptico, disco versátil digital (DVD), disco flexible y disco Blu-ray, donde los discos flexibles reproducen normalmente datos magnéticamente, mientras que los demás discos reproducen datos ópticamente con láseres. Las combinaciones de memoria descritas en el presente documento también están incluidas dentro del alcance de los medios no transitorios legibles por ordenador y legibles por procesador. Adicionalmente, las operaciones de un procedimiento o algoritmo pueden residir como uno o cualquier combinación o conjunto de códigos y/o instrucciones en un medio de almacenamiento no transitorio legible por procesador y/o un medio de almacenamiento legible por ordenador, que pueden estar incorporados en un producto de programa informático.
Claims (15)
1. Un procedimiento de navegación de un dron (300), que comprende:
determinar (842), por parte de un procesador (330) del dron, si se ha producido un evento desencadenante de calidad de enlace de radio asociado con unas comunicaciones con el dron mientras el dron viaja a lo largo de una ruta establecida a un destino, en el que el evento desencadenante de calidad de enlace de radio corresponde a unas características predeterminadas de calidad de enlace de radio;
guiar (850) el dron para que siga una maniobra de búsqueda para mejorar una calidad de enlace de radio como respuesta a determinar que se ha producido el evento desencadenante de calidad de enlace de radio, en el que la maniobra de búsqueda sigue un patrón de desviación preconfigurado que se configura antes de determinar si el evento desencadenante de calidad de enlace de radio se ha producido y se aparta de la ruta establecida; y
determinar (855) si se recibe una señal piloto para unas comunicaciones con el dron como respuesta a guiar el dron para que siga la maniobra de búsqueda determinada.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la maniobra de búsqueda se determina independientemente de una información de calidad de enlace de radio.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la maniobra de búsqueda no está configurada para dirigir el dron hacia una ubicación conocida.
4. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además:
determinar, por parte del procesador, si se ha asignado alguna maniobra de búsqueda para su uso inmediato por el dron; y
determinar, por parte del procesador, un conjunto de movimientos para su uso como la maniobra de búsqueda como respuesta a determinar que no se ha asignado ninguna maniobra de búsqueda para uso inmediato,
en el que al guiar el dron para que siga la maniobra de búsqueda se usa el conjunto de movimientos determinado.
5. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además determinar, por parte del procesador, si se ha asignado un conjunto de movimientos para su uso inmediato por el dron como la maniobra de búsqueda,
en el que guiar el dron para que siga la maniobra de búsqueda usando el conjunto de movimientos asignado se realiza como respuesta a determinar que el conjunto de movimientos se ha asignado para su uso inmediato por el dron.
6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el patrón de desviación preconfigurado incluye al menos una característica de movimiento seleccionada de unos patrones que incluyen al menos uno de una espiral, una forma geométrica, un cambio de elevación, un mantenimiento de un movimiento de elevación fija al menos parcialmente en una dirección de la ruta establecida, y una combinación de los mismos.
7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el patrón de desviación preconfigurado restringe el dron a una región en la que se espera que unas comunicaciones de WWAN satisfagan un estándar mínimo de calidad de enlace de radio.
8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la maniobra de búsqueda comprende una versión modificada del patrón de desviación preconfigurado que tiene en cuenta al menos uno de un tamaño de un ciclo inicial del patrón de desviación preconfigurado, un cambio del tamaño del ciclo inicial para uno o más ciclos posteriores del patrón de desviación preconfigurado, un cambio de una característica de movimiento del patrón de desviación preconfigurado, una evitación de un objeto u obstáculo, unas restricciones de navegación, o un nivel de energía disponible del dron; y
en el que la maniobra de búsqueda comprende una versión modificada del patrón de desviación preconfigurado que tiene en cuenta una obstrucción de enlace de radio detectada que interfiere con una calidad de enlace de radio de unas comunicaciones con el dron, en el que la versión modificada del patrón de desviación preconfigurado se aleja de la obstrucción de enlace de radio detectada.
9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el evento desencadenante de calidad de enlace de radio comprende una medida de calidad de enlace de radio de unas comunicaciones con el dron que desciende por debajo de un umbral de calidad de enlace de radio; y
en el que el evento desencadenante de calidad de enlace de radio comprende además la medida de calidad de enlace de radio que permanece por debajo del umbral de calidad de enlace de radio más tiempo que un umbral de tiempo de espera de baja calidad; y/o
en el que el evento desencadenante de calidad de enlace de radio comprende una medida de calidad de enlace de radio de unas comunicaciones con el dron que indica un fallo de enlace de radio más prolongado que un umbral de tiempo de espera de fallo de enlace de radio; y/o
en el que el evento desencadenante de calidad de enlace de radio comprende una tasa de deterioro de calidad de enlace de radio que supera un umbral de tasa de deterioro.
10. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que determinar si se recibe la señal piloto para unas comunicaciones con el dron comprende:
determinar si una señal piloto detectada se puede demodular como respuesta a guiar el dron para que siga la maniobra de búsqueda determinada; o
determinar si una velocidad de transferencia de datos predeterminada está disponible para una señal piloto detectada como respuesta a guiar el dron para que siga la maniobra de búsqueda determinada.
11. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además:
obtener datos de calidad de enlace de radio correspondientes a una región en la que están disponibles unas comunicaciones de red de área amplia (WWAN);
determinar la ruta establecida al destino usando los datos de calidad de enlace de radio obtenidos que darán como resultado que el dron pase a través de la región en la que se pueden mantener comunicaciones de WWAN; y
guiar el dron para que siga la ruta establecida determinada hacia el destino, en el que al determinar la ruta establecida se usan los datos de calidad de enlace de radio obtenidos para asegurar que la ruta establecida proporcione una probabilidad mínima definida de que unas comunicaciones de WWAN se mantengan mientras se recorre la ruta establecida, y en el que obtener datos de calidad de enlace de radio comprende obtener los datos de calidad de enlace de radio de al menos otro dron que ocupaba previamente la región.
12. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además:
recibir una medida de una calidad de enlace de radio tomada en una ubicación del dron;
transmitir un informe de calidad de enlace de radio que incluye la calidad de enlace de radio medida a un dispositivo informático remoto; y
repetir operaciones de recepción de la calidad de enlace de radio y la transmisión del informe de calidad de enlace de radio periódicamente camino del destino; y,
en el que transmitir el informe de calidad de enlace de radio se realiza como respuesta a una determinación de que la calidad de enlace de radio medida en la ubicación del dron supera un valor de umbral mínimo de calidad de enlace de radio.
13. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además:
determinar una actualización de la ruta establecida para alcanzar el destino desde una ubicación actual del dron como respuesta a una determinación de que se ha recibido la señal piloto; y
guiar el dron para que siga la ruta establecida actualizada hacia el destino, en el que la actualización de la ruta establecida para alcanzar el destino dirige al dron para que pase a través de una región en la que se espera que estén disponibles unas comunicaciones de WWAn .
14. Un dron (300), que comprende:
un transceptor inalámbrico (304) configurado para enviar y recibir señales de comunicación inalámbrica; y
un procesador (330) acoplado al transceptor inalámbrico y configurado con instrucciones ejecutables por procesador para:
determinar (842) si se ha producido un evento desencadenante de calidad de enlace de radio asociado con unas comunicaciones con el dron mientras el dron viaja a lo largo de una ruta establecida a un destino, en el que el evento desencadenante de calidad de enlace de radio corresponde a unas características predeterminadas de calidad de enlace de radio; y
guiar (850) el dron para que siga una maniobra de búsqueda para mejorar una calidad de enlace de radio como respuesta a determinar que se ha producido el evento desencadenante de calidad de enlace de radio, en el que la maniobra de búsqueda sigue un patrón de desviación preconfigurado que se configura antes de determinar si se ha producido el evento desencadenante de calidad del enlace de radio y se aparta de la ruta establecida
determinar (855) si se recibe una señal piloto para unas comunicaciones con el dron como respuesta a guiar el dron para que siga la maniobra de búsqueda determinada.
15. Un medio de almacenamiento no transitorio legible por procesador que tiene almacenadas en el mismo instrucciones ejecutables por procesador configuradas para hacer que un procesador de un dron realice unas operaciones de acuerdo con las etapas de procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 13.
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